condensatoren zijn apparaten die worden gebruikt voor de opslag van elektrische ladingen. Er zijn condensatoren van verschillende vormen en capaciteiten. Toch hebben ze allemaal iets gemeen: ze worden gevormd door twee terminals gescheiden door wat diëlektrisch materiaal. Condensatoren worden in verschillende technologische toepassingen. Het is voor ons praktisch onmogelijk om een elektronisch circuit te vinden dat dit type apparaat niet bevat.
Wanneer gekoppeld aan een potentiaalverschil, a elektrisch veld vormt zich tussen zijn platen, waardoor de condensatoren ladingen accumuleren bij hun terminals, omdat het diëlektricum binnenin het moeilijk maakt voor elektrische ladingen om door de platen te gaan.
Kijkenook: Wat is diëlektrische sterkte??
condensatoren functie:
De meest elementaire functie van de condensator is die van: elektrische ladingen binnen opslaan. Tijdens ontladingen kunnen condensatoren grote hoeveelheden elektrische lading aan een circuit leveren.
Condensatoren hebben een korte tijd nodig om volledig op te laden, maar hun ontlading is over het algemeen snel. Daarom worden condensatoren veel gebruikt in elektronische apparaten die eisen: grote intensiteiten van elektrische stroom, als high power stereo's.
Naast hun meest fundamentele functie kunnen condensatoren worden gebruikt om: timers implementeren, gelijkrichters van elektrische stroom, lijnfilters, stabilisatoren enz.
Kijkenook: Elektrische circuits
Niet stoppen nu... Er is meer na de reclame ;)
Soorten condensatoren
Condensatoren kunnen zowel qua vorm als diëlektricum verschillen. Het medium dat wordt ingevoegd tussen de platen van een condensator direct tussenbeide komen in zijn vermogen om elektrische ladingen op te slaan. Betekent dat aanwezig constante hoogtepunten elektrostatisch, dat wil zeggen, zeer resistief, hebben de voorkeur voor de implementatie van condensatoren.
Bekijk enkele soorten condensatoren:
Elektrolytische condensatoren: bevatten dunne laagjes aluminium, betrokken bij oxyde aluminium en gedrenkt in vloeibare elektrolyten.
Polyester condensatoren: zijn een zeer compact type condensator, gevormd door vellen polyester en aluminium.
Tantaal condensatoren: hebben een langere levensduur, gebruiken als diëlektricum of oxyde van Tantalus.
Oliecondensatoren: het waren de eerste typen condensatoren en, net als papieren condensatoren, werden ze niet meer gebruikt omdat ze onpraktisch of onbetrouwbaar waren.
Variabele condensatoren: zijn die met kleppen die de afstand tussen de platen of hun contactoppervlak kunnen regelen, veel gebruikt in apparaten met kleppen, zoals radio's en oude televisies
Keramische condensatoren: gemaakt in de vorm van een schijf, zijn ze gemaakt van geleidende platen die een medium zoals papier, glas of lucht omhullen.
Er zijn verschillende soorten condensatoren, met verschillende kenmerken en toepassingen.
Parallelle plaatcondensator
De parallelle plaatcondensator is het type condensator dat: presenteert eenvoudiger geometrie. Dit type wordt gevormd door een pantser, gemaakt van geleidend materiaal en ingekapseld in een diëlektrisch medium, hoog elektrische weerstand (zoals vacuüm, papier, rubber, olie etc.). De volgende afbeelding toont een diagram van een parallelle plaatcondensator:
De parallelle plaatcondensator is de eenvoudigste van de condensatoren.
Kijkenook:Wat is LED?
capaciteit
Het pand dat meet de efficiëntie van een condensator bij het opslaan van ladingen is capaciteit. Capaciteit is een fysieke hoeveelheid gemeten in Coulomb-eenheden per Volt (C/U), beter bekend als Farad (F), naar de Engelse natuurkundige Michael faraday (1791-1867). We zeggen dat 1 Farad gelijk is aan 1 Coulomb per Volt. De formule die wordt gebruikt om de capaciteit te berekenen, is deze, bekijk het eens:
Ç — capaciteit (F)
Vraag — elektrische lading (C)
u — elektrische spanning (V)
Vanuit een praktisch oogpunt, capaciteit geeft aan wat de hoeveelheid is ladingen die een condensator kan "houden" voor een bepaald potentiaalverschil.
Capaciteit hangt ook af van factoren geometrisch, dat wil zeggen, de afstand tussen de condensatorplaten en ook het gebied van deze platen. Daarom kunnen we voor het geval van parallelle plaatcondensatoren hun capaciteit bepalen door de volgende vergelijking:
ε0 — vacuüm diëlektrische permittiviteit (F/m)
DE — oppervlakte van platen (m²)
d — afstand tussen platen (m)
Kijkenook:Wat is elektromotorische kracht?
opgeloste oefeningen
Vraag 1) Bereken de modulus van de capaciteit van een parallelle plaatcondensator van 0,005 m², op een onderlinge afstand van 0,5 mm (0,5,10-3 m). adopteren ε0 = 8,85.10-12.
a) 44,25 nF
b) 88,5 pF
c) 885 pF
d) 0,88 mF
e) 2,44 F
Sjabloon: Brief B
Resolutie:
Om de capaciteitsmodulus van deze parallelle plaatcondensator te berekenen, gebruiken we de gegevens die door de oefening worden verstrekt en we zullen de formule gebruiken die het gebied relateert aan de afstand tussen de platen:
Het resultaat dat we hebben gevonden voor capaciteit is 88.5.10-12 F. We kunnen echter het voorvoegsel pico gebruiken (p = 10-12) om die hoeveelheid weer te geven.
Vraag 2) Een bepaalde condensator kan tot 2 µC elektrische lading opslaan wanneer aangesloten op een potentiaalverschil van 1 mV. Bepaal de capaciteit van deze condensator.
a) 2 mF
b) 1 mF
c) 0,5 nF
d) 100 pF
e) 0,1 F
Sjabloon: Brief DE
Resolutie:
Het is mogelijk om de capaciteit te berekenen door de verhouding tussen de hoeveelheid opgeslagen elektrische lading en het potentiaalverschil tussen de klemmen:
Het resultaat geeft aan dat de verkregen capaciteit 2 mF is (2.10-3 F). Daarom is het juiste alternatief de letter A.
Vraag 3) Bepaal de grootte van de elektrische lading die is opgeslagen in een condensator van 0,5 mF bij aansluiting op een potentiaalverschil van 200 V.
a) 1,5 µC
b) 0,2 pC
c) 0,1 µC
d) 10 nC
e) 100 mC
Sjabloon: Brief EN
Resolutie:
Laten we de hoeveelheid elektrische lading berekenen die in deze condensator is opgeslagen:
Volgens de gemaakte berekening is de hoeveelheid lading die in deze condensator is opgeslagen 100 mC (100.10-3 ).
Vraag 4) Bepaal welke spanning moet worden getrokken over de klemmen van een 0,2 condensator μF, zodat 2 nC aan elektrische ladingen tussen hun armaturen worden opgeslagen.
a) 0,2 V
b) 2 µV
c) 200 V
d) 1 mV
e) 10 mV
Sjabloon: Brief EN
Resolutie:
Laten we de elektrische spanning tussen de condensatoraansluitingen berekenen:
Volgens het resultaat is 10 mV nodig om deze condensator 2 nC lading te laten accumuleren, dus het juiste alternatief is de letter EN.
Door mij Rafael Helerbrock
Wil je naar deze tekst verwijzen in een school- of academisch werk? Kijken:
HELERBROCK, Rafael. "condensatoren"; Brazilië School. Beschikbaar in: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/capacitores.htm. Betreden op 27 juni 2021.
