Co je elektrická kapacita a jak se měří
Definice
Pro vodiče je elektrická kapacita hodnotou, která charakterizuje schopnost těla akumulovat elektrický náboj. To je jeho fyzický význam. Označuje se latinským písmenem C. Rovná se poměru náboje k potenciálu, pokud je psán ve formě vzorce, získá se následující:
C = q / f
Elektrická kapacita libovolného objektu závisí na jeho tvaru a geometrických rozměrech. Pokud vezmeme jako příklad dirigent ve formě koule, bude vzorec pro výpočet jeho hodnoty vypadat takto:
Tento vzorec platí pro osamělý dirigent. Pokud umístíte dva vodiče vedle sebe a oddělíte je dielektrikem, dostanete kondenzátor. O tom trochu později, teď pojďme zjistit, v čem je měřena elektrická intenzita.
Jednotka měření elektrické kapacity je daleko. Pokud ji rozložíte na komponenty podle vzorce, pak:
1 farad = 1 C / 1 V
Historicky nebyl rozměr této jednotky zvolen správně. Faktem je, že v praxi je nutné pracovat s elektrickými kapacitami: míle, mikro, nano a picofarads. Což se rovná zlomkům farada, jmenovitě:
1 mF = 10 ^ (-3) Ф
1 uF = 10 ^ (- 6) F
1 nF = 10 ^ (- 9) Ф
1 pF = 10 ^ (- 12) Ф
Kondenzátory
Kondenzátor jsou dvě desky vodivého materiálu umístěné proti sobě, mezi nimiž je dielektrická vrstva. Ve nabitém stavu mají desky různé potenciály: jeden z nich bude pozitivní a druhý negativní. Elektrická kapacita kondenzátoru závisí na velikosti náboje na jeho deskách a rozdílu potenciálu, napětí mezi nimi. Mezi deskami vzniká elektrostatické pole, které drží desky na deskách. Vzorec pro kapacitu kondenzátoru v obecném případě:
C = q / U
Zjednodušeně řečeno, kapacita kondenzátoru závisí na ploše desek a vzdálenosti mezi nimi, jakož i na relativní dielektrické konstantě materiálu umístěného mezi nimi. Rozlišují se podle použitého dielektrika:
- keramický;
- film;
- slída;
- kovový papír;
- elektrolytický;
- tantal atd.
Podle tvaru desek:
- byt;
- válcovitý;
- kulový atd.
Protože vzorec pro oblast obrázku závisí na jeho tvaru, bude vzorec pro kapacitu pro každý případ odlišný.
Pro plochý kondenzátor:
Pro dvě soustředné koule se společným středem:
Pro válcový kondenzátor:
Stejně jako ostatní prvky elektrického obvodu existují v tomto případě dva hlavní způsoby připojení kondenzátorů: paralelní a sériový.
Konečná elektrická kapacita výsledného obvodu závisí na tom. Výpočty kapacitance několika kondenzátorů připomínají výpočty odporu rezistorů v různých připojeních, naopak vzorce pro způsoby připojení jsou naopak umístěny, to znamená:
- Při paralelním připojení je celková elektrická kapacita obvodu součtem kapacit každého z prvků. Každý další připojený zvyšuje celkovou kapacitu
Ctotal = C1 + C2 + C3
- Při sériovém zapojení se elektrický výkon obvodu snižuje, jako je pokles odporu v obvodu paralelně zapojených odporů. Tj:
Cot = (1 / C1) + (1 / C2) + (1 / C3)
Důležité! V paralelním obvodu jsou napětí na deskách každého prvku stejná. To se používá k získání velkých elektrických kapacit. V sériovém zapojení dvou napěťových prvků na deskách každého z kondenzátorů je polovina celkového napětí. Na tři, třetiny atd.
Baterie a spotřeba energie
Hlavní vlastnosti baterií jsou:
- Jmenovité napětí.
- Kapacita.
- Maximální vybíjecí proud.
V tomto případě se pro stanovení kvantitativních charakteristik provozní doby, nebo jednoduše pro výpočet doby životnosti baterie, použije hodnota kapacity.
U dobíjecích baterií se pro popis elektrické kapacity používají následující rozměry:
- A * h - ampérhodiny pro velké baterie, například pro automobily.
- mAh - miliampérhodina, pro baterie pro nositelná zařízení, jako jsou smartphony, kvadrokoptéry a elektronické cigarety.
- W * hodiny - Watt hodiny.
Tyto vlastnosti vám umožňují určit, jak dlouho vydrží baterie při určitém zatížení. Pro stanovení elektrické kapacity baterie se měří přívěsky (C). Přívěsek se zase rovná množství elektřiny převedené na baterii při proudu 1A po dobu 1 s. Pokud tedy překládáte do hodin, pak při proudu 1 A po dobu 1 hodiny se vysílá 3600 C.
Jedním ze způsobů, jak změřit kapacitu baterie, je vybít ji známým proudem a musíte změřit dobu vybití. Předpokládejme, že pokud je baterie vybita na minimální úroveň napětí za 10 hodin při proudu 5A, pak je její kapacita 50 A * h
Elektřina je v elektronice a elektrotechnice důležité množství. V praxi se kondenzátory používají téměř ve všech obvodech elektronického zařízení. Například v napájecích zdrojích - pro vyhlazení vlnění, snižte vliv vysokonapěťových přepětí na vypínače. Během časování obvodů různých obvodů, stejně jako v regulátorech PWM za účelem nastavení pracovní frekvence. Baterie se také běžně používají. Obecně jsou úkoly ukládání energie a fázového posunu velmi běžné.
Poskytnuté video vám pomůže problém podrobněji prostudovat:
Stručné vysvětlení je v tomto videu tutoriálu:
Nyní víte, co je elektrická kapacita, v jakých jednotkách se měří a na čem závisí toto množství. Doufáme, že poskytnuté informace byly pro vás užitečné a srozumitelné!
Související materiály:
Načítání...
