Elektrik kapasitansı nedir ve nasıl ölçülür
tanım
İletkenler için, bir elektrik kapasitansı, vücudun bir elektrik yükü biriktirme yeteneğini karakterize eden bir değerdir. Fiziksel anlamı budur. Latin harfi C ile gösterilir. Yükün potansiyele oranına eşittir, eğer bir formül şeklinde yazılırsa, aşağıdakiler elde edilir:
C = q / f
Herhangi bir nesnenin elektrik kapasitesi şekline ve geometrik boyutlarına bağlıdır. Bir iletkeni bir top şeklinde düşünürsek, örneğin, değerini hesaplamak için formül aşağıdaki gibi görünecektir:
Bu formül yalnız bir iletken için geçerlidir. İki iletkeni yan yana yerleştirir ve bir dielektrik ile ayırırsanız, bir kondansatör alırsınız. Bu konuda biraz sonra, şimdi ölçülen elektrik kapasitesine bakalım.
Elektrik kapasitesinin ölçü birimi faraddır. Formüle göre bileşenlere ayrıştırırsanız, o zaman:
1 farad = 1 C / 1 V
Tarihsel olarak, bu birimin boyutu doğru seçilmemiştir. Gerçek şu ki, pratikte elektrik kapasiteleriyle çalışmak zorundasınız: mil, mikro, nano ve pikofaradlar. Ki bu bir faradın fraksiyonlarına eşittir, yani:
1 mF = 10 ^ (- 3) Ф
1 μF = 10 ^ (- 6) F
1 nF = 10 ^ (- 9) Ф
1 pF = 10 ^ (- 12) Ф
kapasitörler
Bir kondansatör, aralarında bir dielektrik katman bulunan iki iletken malzeme plakasıdır. Yüklü durumda, plakaların farklı potansiyelleri vardır: bunlardan biri pozitif ve ikincisi negatif olacaktır. Kondansatörün elektrik kapasitesi, plakalarındaki yükün büyüklüğüne ve potansiyel farkına, aralarındaki voltaja bağlıdır. Plakalar arasındaki yükleri tutan plakalar arasında elektrostatik bir alan ortaya çıkar. Genel durumda bir kapasitörün kapasitansı formülü:
C = q / U
Basit bir deyişle, kapasitörün kapasitansı, plakaların alanına ve aralarındaki mesafeye ve aralarında bulunan malzemenin bağıl dielektrik sabitine bağlıdır. Kullanılan dielektrik ile ayırt edilirler:
- seramikler;
- Membran;
- mika;
- metal kağıt;
- elektrolitik;
- tantal vb.
Plakaların şekline göre:
- düz;
- silindir;
- küresel, vb.
Bir şeklin alanı için formül şekline bağlı olduğundan, kapasite formülü her durum için farklı olacaktır.
Düz bir kapasitör için:
Ortak merkezli iki eşmerkezli küre için:
Silindirik kapasitör için:
Elektrik devresinin diğer elemanları gibi, bu durumda kapasitörleri bağlamanın iki ana yolu vardır: paralel ve seri.
Ortaya çıkan devrenin nihai elektrik kapasitansı buna bağlıdır. Birkaç kapasitörün kapasitansının hesaplamaları, farklı bağlantılardaki dirençlerin direncinin hesaplanmasını anımsatır, sadece bağlantı yöntemleri için formüller aksine bulunur, yani:
- Paralel bağlandığında, devrenin toplam elektrik kapasitesi, elemanların her birinin kapasitanslarının toplamıdır. Bir sonraki bağlantıda toplam kapasite artar
Ctotal = C1 + C2 + C3
- Seri bağlandığında, paralel bağlı dirençlerin bir devresindeki dirençteki azalmaya benzer şekilde devrenin elektrik kapasitesi azalır. Bu:
Karyo = (1 / C1) + (1 / C2) + (1 / C3)
Önemli! Paralel bir devrede, her bir elemanın plakaları üzerindeki voltajlar aynıdır. Bu, büyük elektrik kapasiteleri elde etmek için kullanılır. Her bir kapasitörün plakası üzerindeki iki voltaj elemanının seri bağlantısında toplam voltajın yarısıdır. Üç, üçte vb.
Piller ve güç tüketimi
Pillerin ana özellikleri şunlardır:
- Anma gerilimi
- Kapasite.
- Maksimum deşarj akımı.
Bu durumda, çalışma süresinin kantitatif özelliklerini belirlemek veya basit bir şekilde, pilin ne kadar sürdüğünü hesaplamak için kapasite değeri kullanılır.
Şarj edilebilir pillerde, elektrik kapasitesini tanımlamak için aşağıdaki boyutlar kullanılır:
- Ve * h - büyük aküler için amper-saat, örneğin otomobil.
- mAh - akıllı telefonlar, quadcopters ve elektronik sigaralar gibi giyilebilir cihazlar için piller için miliamper saat.
- W * saat - Watt saat.
Bu özellikler, pilin belirli bir yük altında ne kadar dayanacağını belirlemenizi sağlar. Bataryanın elektrik kapasitesini belirlemek için kolyelerde (C) ölçülür. Buna karşılık, kolye ucu 1s boyunca 1A akımda aküye aktarılan elektrik miktarına eşittir. Daha sonra saatlere çevirirseniz, 1 saat boyunca 1A akımda 3600 C iletilir.
Pil kapasitesini ölçmenin bir yolu, bilinen bir akımla deşarj etmektir ve deşarj süresini ölçmeniz gerekir. Akünün 5A akımla 10 saat içinde minimum voltaj seviyesine deşarj olması durumunda kapasitesinin 50 A * h olduğunu varsayalım.
Elektrik, elektronik ve elektrik mühendisliğinde önemli bir miktardır. Uygulamada, kapasitörler bir elektronik cihazın neredeyse her devresinde kullanılır. Örneğin, güç kaynaklarında - dalgalanmaları düzeltmek için yüksek voltaj dalgalanmalarının güç anahtarları üzerindeki etkisini azaltın. Çalışma devresini ayarlamak için çeşitli devrelerin zamanlama devrelerinin yanı sıra PWM kontrolörlerinde. Piller de yaygın olarak kullanılmaktadır. Genel olarak, enerji depolama ve faz kayması görevleri çok yaygındır.
Sağlanan video, sorunu daha ayrıntılı olarak incelemeye yardımcı olacaktır:
Bu video eğitiminde kısa bir açıklama verilmiştir:
Artık bir elektrik kapasitansının ne olduğunu, hangi birimlerde ölçüldüğünü ve bu miktarın neye bağlı olduğunu biliyorsunuz. Sunulan bilgilerin sizin için yararlı ve anlaşılır olduğunu umuyoruz!
İlgili malzemeler:
Yükleniyor ...
