Kondensaatorid: funktsioon, tüübid ja harjutused

Kondensaatorid on seadmed, mida kasutatakse ladustamine elektrilaengud. On erineva kuju ja mahtuvusega kondensaatoreid. Sellest hoolimata on neil kõigil midagi ühist: nad on moodustatud kaks terminali, mis on üksteisega eraldatud dielektriline materjal. Kondensaatoreid kasutatakse erinevates tehnoloogilised rakendused. Meil on praktiliselt võimatu leida ühtegi elektroonilist vooluahelat, mis seda tüüpi seadmeid ei sisaldaks.

Kui see on seotud potentsiaalse erinevusega, a elektriväli moodustub selle plaatide vahel, põhjustades kondensaatorite akumuleerumist oma klemmidele, kuna sees olev dielektrik raskendab elektrilaengute läbimist plaatidest.

Vaataka: Mis on dielektriline tugevus?

Kondensaatorite funktsioon

Kondensaatori põhifunktsioon on hoidke elektrilaenguid sees. Tühjenemiste ajal võivad kondensaatorid anda vooluahela suures koguses elektrilaengut.

Kondensaatoritel kulub täielikuks laadimiseks lühike aeg, kuid nende tühjenemine toimub üldjuhul kiiresti. Seetõttu kasutatakse kondensaatoreid laialdaselt elektroonilistes seadmetes, mis seda nõuavad

suur elektrivoolu intensiivsus, suure võimsusega stereosüsteemidena.

Lisaks kõige põhilisemale funktsioonile saab kondensaatoreid kasutada rakendada taimereid, alaldid elektrivoolust, reafiltrid, stabilisaatorid jne.

Vaataka: Elektriskeemid

Ärge lõpetage kohe... Peale reklaami on veel;)

Kondensaatorite tüübid

Kondensaatorid võivad erineda nii kuju kui ka dielektriku poolest. Lisatud meedium kondensaatori plaatide vahel sekkuda otse elektrilaengute salvestamise võimes. Tähendab, et kohal pidevad tõusud elektrostaatiline, see tähendab, et kondensaatorite rakendamisel eelistatakse väga vastupidavat.

Vaadake mõnda tüüpi kondensaatoreid:

  • Elektrolüütkondensaatorid: sisaldavad õhukesi kihte alumiinium, seotud oksiid alumiiniumist ja leotatud vedelates elektrolüütides.

  • Polüesterkondensaatorid: on väga kompaktsed kondensaatoritüübid, mis on moodustatud polüestrist ja alumiiniumist lehtedest.

  • Tantaali kondensaatorid: on pikema tööeaga, kasutage dielektrikuna või oksiid Tantalus.

  • Õlikondensaatorid: need olid esimest tüüpi kondensaatorid ja nagu paberkondensaatorid, lõpetati nende kasutamine, kuna need olid ebapraktilised või ebausaldusväärsed.

  • Muutuvad kondensaatorid: on klapid, millel on ventiilid, mis võimaldavad reguleerida plaatide vahelist kaugust või nende kokkupuuteala, mida kasutatakse laialdaselt klapiga seadmetes, näiteks raadios ja vanades telerites

  • Keraamilised kondensaatorid: kui need on valmistatud ketta kujul, on need valmistatud juhtivatest plaatidest, mis ümbritsevad sellist keskkonda nagu paber, klaas või õhk.

Kondensaatoreid on erinevat tüüpi, millel on erinevad omadused ja kasutusotstarve.
Kondensaatoreid on erinevat tüüpi, millel on erinevad omadused ja kasutusotstarve.

Paralleelplaadi kondensaator

Paralleelplaadiga kondensaator on kondensaatori tüüp esitab lihtsamat geomeetriat. Seda tüüpi moodustab soomus, mis on valmistatud juhtiv materjal ja ümbritsetud dielektrilisse keskkonda, kõrge elektritakistus (näiteks vaakum, paber, kumm, õli jne). Järgmisel joonisel on näidatud paralleelse plaatkondensaatori skeem:

Paralleelplaadiga kondensaator on kondensaatoritest kõige lihtsam.
Paralleelplaadiga kondensaator on kondensaatoritest kõige lihtsam.

Vaataka:Mis on LED?

mahtuvus

Vara, mis mõõdab kondensaatori efektiivsust laengute salvestamisel on mahtuvus. Mahtuvus on a füüsiline kogus mõõdetuna Coulombi ühikutes voltis (C / U), paremini tuntud kui Farad (F), inglise füüsiku järgi Michael Faraday (1791-1867). Me ütleme, et 1 Farad on võrdne 1 Coulombiga Volti kohta. Mahtuvuse arvutamiseks kasutatud valem on järgmine, kontrollige seda:


Ç
- mahtuvus (F)
Q - elektrilaeng (C)

U - elektriline pinge (V)

Praktilisest vaatenurgast mahtuvus näitab, mis on kogus laengutest, mida kondensaator saab teatud potentsiaalse erinevuse jaoks "kinni hoida".

Mahtuvus sõltub ka teguritest geomeetrilineehk kondensaatorplaatide vaheline kaugus ja ka nende plaatide pindala. Seetõttu saame paralleelsete plaatkondensaatorite korral nende mahtuvuse määrata järgmise võrrandi kaudu:

ε0 - vaakumdielektriline läbilaskvus (F / m)
THE - plaatide pindala (m²)

d - plaatide vaheline kaugus (m)

Vaataka:Mis on elektromotoorjõud

Harjutused lahendatud

Küsimus 1) Arvutatakse 0,005 m² paralleelplaadiga kondensaatori mahtuvuse moodul, mis asub 0,5 mm kaugusel (0,5.10-3 m). vastu võtma ε0 = 8,85.10-12.

a) 44,25 nF

b) 88,5 pF

c) 885 pF

d) 0,88 mF

e) 2,44 F

Mall: Kiri B

Resolutsioon:

Selle paralleelplaadiga kondensaatori mahtuvuse mooduli arvutamiseks kasutame andmed, mida annab harjutus, ja me kasutame valemit, mis seob piirkonna ja selle vahemaa plaadid:

Tulemuseks, mille leidsime mahtuvuse jaoks, on 88.5.10-12 F. Siiski võime kasutada eesliidet pico (p = 10-12) selle koguse tähistamiseks.

2. küsimus) Teatud kondensaator suudab salvestada kuni 2 µC elektrilaengut, kui see on ühendatud potentsiaalse erinevusega 1 mV. Määrake selle kondensaatori mahtuvus.

a) 2 mF

b) 1 mF

c) 0,5 nF

d) 100 pF

e) 0,1 F

Mall: Kiri THE

Resolutsioon:

Mahtuvust on võimalik arvutada salvestatud elektrilaengu hulga ja selle klemmide potentsiaalse erinevuse suhte kaudu:

Tulemus näitab, et saadud mahtuvus on 2 mF (2,10-3 F). Seetõttu on õige alternatiiv A-täht.

3. küsimus) Määrake 0,5 mF kondensaatorisse salvestatud elektrilaengu suurus, kui see on ühendatud 200 V potentsiaalide erinevusega.

a) 1,5 uC

b) 0,2 pC

c) 0,1 uC

d) 10 nC

e) 100 mC

Mall: Kiri JA

Resolutsioon:

Arvutame sellesse kondensaatorisse salvestatud elektrilaengu summa:

Tehtud arvutuste kohaselt on sellesse kondensaatorisse salvestatud laengu suurus 100 mC (100,10-3 Ç).

4. küsimus) Tehke kindlaks, milline pinge tuleb tõmmata 0,2 kondensaatori klemmidele μF, nii et nende armatuuride vahel on 2 nC elektrilaenguid.

a) 0,2 V

b) 2 uV

c) 200 μV

d) 1 mV

e) 10 mV

Mall: Kiri JA

Resolutsioon:

Arvutame kondensaatori klemmide vahel kindlaksmääratud elektrilise pinge:

Tulemuse järgi on selle kondensaatori jaoks vaja 2 mC laengu kogumiseks 10 mV, seega on õige alternatiiv täht JA.

Minu poolt. Rafael Helerbrock

Kas soovite sellele tekstile viidata koolis või akadeemilises töös? Vaata:

HELERBROCK, Rafael. "Kondensaatorid"; Brasiilia kool. Saadaval: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/capacitores.htm. Juurdepääs 27. juunil 2021.

Adiabaatilise transformatsiooni uuring. adiabaatiline transformatsioon

Adiabaatilise transformatsiooni uuring. adiabaatiline transformatsioon

Termoloogia uurimisel nimetame seda adiabaatilised teisendused need gaasilised muundamised, kus v...

read more

Kuumuse mõisted läbi ajaloo. Kuumuse mõisted läbi ajaloo

Ajaloo järgi teame, et umbes aastal 1200 eKr. Ç. inimesel oli juba tule üle kontroll, kuna seda ...

read more
Absoluutne null: mis see on, kuidas seda saavutada, tagajärjed

Absoluutne null: mis see on, kuidas seda saavutada, tagajärjed

O nullabsoluutne ja madalaim teoreetiline temperatuur kuhu keha jõuab. See on termilise segamise ...

read more