コンデンサ:機能、種類、演習

コンデンサ に使用されるデバイスです の保管 電荷. さまざまな形状と静電容量のコンデンサがあります。 それにもかかわらず、それらはすべて共通の何かを共有しています:それらはによって形成されます いくつかで区切られた2つの端子 誘電体. コンデンサは様々な用途に使用されています 技術的応用。 このタイプのデバイスを含まない電子回路を見つけることは事実上不可能です。

電位差にリンクすると、 電界 そのプレートの間に形成されます内部の誘電体により電荷がプレートを通過しにくくなるため、コンデンサの端子に電荷が蓄積されます。

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コンデンサ機能

コンデンサの最も基本的な機能は 内部に電荷を保存する. 放電中、コンデンサは回路に大量の電荷を供給する可能性があります。

コンデンサは完全に充電されるまでに短時間かかりますが、一般的に放電は速くなります。 したがって、コンデンサは、要求する電子デバイスで広く使用されています 大きな電流の強さ、 ハイパワーステレオとして。

それらの最も基本的な機能に加えて、コンデンサは次の目的で使用できます。 タイマーを実装する, 整流器 電流の、 ラインフィルター, スタビライザー

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コンデンサの種類

コンデンサは、形状や誘電体が異なる場合があります。 挿入される媒体 コンデンサのプレート間 直接干渉する 電荷を蓄えるその能力において。 存在する手段 一定の高値 静電, つまり、コンデンサの実装には高抵抗が推奨されます。

いくつかのタイプのコンデンサをチェックしてください:

  • 電解コンデンサ: の薄い層が含まれています アルミニウム、 巻き込まれている 酸化物 アルミニウムと液体電解質に浸しました。

  • ポリエステルコンデンサ: ポリエステルとアルミニウムのシートで形成された非常にコンパクトなタイプのコンデンサです。

  • タンタルコンデンサ: 耐用年数が長い、誘電体として使用する、または 酸化物 タンタロスの。

  • オイルコンデンサ: それらは最初のタイプのコンデンサであり、紙のコンデンサと同様に、実用的でないか信頼性が低いために使用されなくなりました。

  • 可変コンデンサ: プレート間の距離またはそれらの接触領域を制御できるバルブを備えたものであり、ラジオや古いテレビなどのバルブ付きデバイスで広く使用されています。

  • セラミックコンデンサ: 円盤状に作られており、紙、ガラス、空気などの媒体を包む導電性プレートで作られています。

コンデンサにはさまざまな種類があり、特性や用途も異なります。
コンデンサにはさまざまな種類があり、特性や用途も異なります。

平行平板コンデンサ

平行平板コンデンサは、 よりシンプルなジオメトリを提示します. このタイプは、で作られた鎧によって形成されています 導電性材料 誘電体媒体に包まれて、高い 電気抵抗 (真空、紙、ゴム、油など)。 次の図は、平行平板コンデンサの図を示しています。

平行平板コンデンサは、最も単純なコンデンサです。
平行平板コンデンサは、最も単純なコンデンサです。

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キャパシタンス

そのプロパティ コンデンサの効率を測定します 電荷を蓄えるのは静電容量です。 静電容量は 物理量 英国の物理学者にちなんで、ファラッド(F)としてよく知られている1ボルトあたりのクーロン単位(C / U)で測定 マイケルファラデー (1791-1867). 1ファラッドは1ボルトあたり1クーロンに相当すると言います。 静電容量の計算に使用される式は次のとおりです。確認してください。


Ç
—静電容量(F)
Q —電荷(C)

U —電圧(V)

実用的な観点から、静電容量 数量を示します コンデンサが与えられた電位差に対して「保持」できる電荷の量。

静電容量も要因に依存します 幾何学的つまり、コンデンサプレート間の距離とこれらのプレートの面積です。 したがって、平行平板コンデンサの場合、次の式で静電容量を決定できます。

ε0 —真空誘電率(F / m)
THE —プレートの面積(m²)

d —プレート間の距離(m)

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解決された演習

質問1) 0.5 mm間隔(0.5.10)の0.005m²平行平板コンデンサの静電容量係数を計算します。-3 m)。 採用 ε0 = 8,85.10-12.

a)44.25 nF

b)88.5 pF

c)885 pF

d)0.88 mF

e)2.44 F

テンプレート:手紙 B

解決:

この平行平板コンデンサの静電容量係数を計算するには、 演習によって提供されたデータと私たちは面積を間の距離に関連付ける式を使用します プレート:

静電容量の結果は88.5.10です。-12 F。 ただし、接頭辞pico(p = 10)を使用できます。-12)その量を表します。

質問2) 特定のコンデンサは、1 mVの電位差に接続すると、最大2 µCの電荷を蓄積することができます。 このコンデンサの静電容量を決定します。

a)2 mF

b)1 mF

c)0.5 nF

d)100 pF

e)0.1 F

テンプレート:手紙 THE

解決:

蓄積された電荷の量とその端子間の電位差の比率から静電容量を計算することができます。

結果は、得られた静電容量が2 mF(2.10-3 F)。 したがって、正しい代替は文字Aです。

質問3) 200 Vの電位差に接続したときに、0.5mFのコンデンサに蓄積された電荷の大きさを決定します。

a)1.5 µC

b)0.2 pC

c)0.1 µC

d)10 nC

e)100 mC

テンプレート:手紙 そして

解決:

このコンデンサに蓄積された電荷の量を計算してみましょう。

計算によると、このコンデンサに蓄積される電荷​​量は100 mC(100.10)です。-3 Ç)。

質問4) 0.2コンデンサの端子間に引き込む必要のある電圧を決定します μFであるため、2nCの電荷がアーマチュア間に蓄積されます。

a)0.2 V

b)2 µV

c)200μV

d)1 mV

e)10 mV

テンプレート:手紙 そして

解決:

コンデンサの端子間に確立された電圧を計算してみましょう。

結果によると、このコンデンサが2 nCの電荷を蓄積できるようにするには、10 mVが必要であるため、正しい代替方法は文字です。 そして.

私によって。ラファエル・ヘラーブロック

学校や学業でこのテキストを参照しますか? 見てください:

ヘラーブロック、ラファエル。 "コンデンサ"; ブラジルの学校. で利用可能: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/capacitores.htm. 2021年6月27日にアクセス。

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