Kondensaatori määratlus
Kondensaator on akumuleeruv seade elektrilaengud kui üks potentsiaalne erinevus on loodud teie terminalide vahel. THE mahtuvus kondensaatorite arv omakorda mõõdab, kui palju laengut seade on võimeline antud potentsiaalse erinevuse korral kogunema.
Kondensaatorid toodetakse tavaliselt lihtsal viisil, moodustades kaks paralleelselt juhtivat plaati, mida nimetatakse armatuurideks ja mis võivad olla täidetud kõrge keskkonnaga või mitte. dielektriline (isoleeriv).
Milleks on kondensaatorid?
Kondensaatoreid saab lisaks nende põhifunktsioonile kasutada ka muudel eesmärkidel, see on salvestada elektrilaenguid. Neid seadmeid saab kasutada vooluallikatel vahelduvad elektrivoolud, kui soovitakse pideva elektrivoolu teket, nagu näiteks kodumasinate, näiteks külmikud, segistid, masinad pesemine ja nii edasi.
Elektrivool aga ei voola läbi vooluahela enne, kui kondensaatorid on täielikult laetud. Seda saab vähendada kulumist toodab suur variatsioonid elektroonilise seadme tekitatud elektrivoolust sisse lülitatud või väljas.
Kuna elektrilaenguid on väga lihtne säilitada, saab kondensaatoreid kasutada ka nõudluse rahuldamiseks mõne suure võimsusega vooluahela jaoks vajalikud suured elektrivoolud, näiteks suured stereod, mida kasutatakse näitab.
Vaataka: Kondensaatorite ühendus
Mahtuvuse valem
Mahtuvus on füüsiline suurus, mis on seotud elektrilaengute kogusega, mida kondensaator on võimeline antud potentsiaalse erinevuse jaoks salvestama. Mida suurem on selle mahtuvus, seda suurem on kondensaatori sama elektrilise pinge jaoks salvestatud laengu maht.
Võime arvutada mahtuvuse salvestatud laengute hulga ja elektrilise pinge suhte järgi:
Alapealkiri:
Ç - mahtuvus (F - farad)
Q - salvestatud elektrilaeng (C-kulon)
U - elektriline pinge või potentsiaalide erinevus (V - volti)
Rahvusvahelises ühikute süsteemis (SI) on mahtuvuse ühik farad (F), ühik, mis võrdub kulon ühe voldi kohta (C / V).
Samuti mõjutab mahtuvust geomeetrilised tegurid kondensaatorite arv: kaugus (d) kondensaatori ankurplaatide ja selle vahel piirkonnas (THE) mõjutavad nende kogutavate tasude maksimaalset suurust. Teine tegur, mis võib mõjutada mahtuvus ja lubavdielektriline (ε) keskelt, mis on sisestatud kondensaatori plaatide vahele: seda suurem on keskkonna dielektriline läbilaskvus, seda suurem on kondensaatorisse salvestatud maksimaalne laenguhulk.
Seega saab paralleelplaadiga kondensaatori mahtuvuse arvutada järgmise seose abil:
Alapealkiri:
Ç - mahtuvus (F)
ε – keskkonna elektriline läbilaskvus (F / m)
THE - kondensaatorplaatide pindala (m²)
d - kondensaatorplaatide vaheline kaugus (m)
Alloleval joonisel on kujutatud paralleelse plaatkondensaatori skeem:
Ülaltoodud joonisel on A ühe plaadi pindala ja d nende vaheline kaugus.
Kondensaatoritesse salvestatud energia valem
Kondensaatori armatuuride vahel salvestatud elektrilise potentsiaalse energia hulga saame arvutada järgmise võrrandi abil:
Alapealkiri:
JAPOT - elektriline potentsiaalenergia (J - džaulid)
Q - elektrilaeng (C - kulongid)
U - elektriline pinge (või potentsiaalide erinevus) (V - volti)
Ülaltoodud võrrandi ja mahtuvuse valemi kaudu võime tuletada ka teise võrrandi, mille annab:
Alapealkiri:
JAPOT - elektriline potentsiaalenergia (J)
Ç - mahtuvus (F)
U - elektriline pinge või potentsiaalide erinevus (V)
Harjutus lahendatud
Paralleelne plaatkondensaator mahtuvusega 2,0 µF on ühendatud 220,0 V potentsiaaliga. Arvutage kondensaatori ankurte ja selle elektrilise potentsiaalenergia vahel salvestatud elektrilaengu suurus.
Resolutsioon:
Selle harjutuse lahendamiseks kasutame esialgu mahtuvuse valemit, mis seob laengut ja elektrilist pinget. Vaata:
Vastavalt harjutusavalduses esitatud andmetele peame:
Seejärel kasutame kondensaatorisse salvestatud elektrilise potentsiaalse energia arvutamiseks järgmist valemit:
Sel viisil on meil järgmine resolutsioon:
Autor Rafael Hellerbrock
Lõpetanud füüsika
Allikas: Brasiilia kool - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-capacitor.htm