Co to jest kondensator?

Definicja kondensatora

Kondensator jest urządzeniem zdolnym do akumulacji ładunki elektryczne kiedy jeden potencjalna różnica między terminalami. TEN pojemność kondensatorów z kolei jest miarą tego, ile ładunku jest w stanie zgromadzić urządzenie dla danej różnicy potencjałów.

Kondensatory są na ogół produkowane w prosty sposób, utworzone przez dwie równoległe płytki przewodzące, zwane zworami, które mogą być wypełnione lub nie wypełnionym wysokim medium. dielektryk (izolacyjny).

Do czego służą kondensatory?

Kondensatory mogą być używane do innych celów poza ich główną funkcją, którą jest: przechowywać ładunki elektryczne. Urządzenia te mogą być używane w obwodach zasilanych przez zmienne prądy elektryczne electrical, gdy pożądane jest tworzenie ciągłego prądu elektrycznego, jak w przypadku urządzeń gospodarstwa domowego, takich jak lodówki, blendery, maszyny mycie i tak dalej.

Jednak prąd elektryczny nie popłynie przez obwód, dopóki kondensatory nie zostaną w pełni naładowane. To może zmniejszyć zużycie

produkowane przez duże wariacje prądu elektrycznego generowanego, gdy urządzenie elektroniczne jest włączony lub poza.

Ze względu na dużą łatwość przechowywania ładunków elektrycznych, kondensatory mogą być również stosowane w celu zaspokojenia zapotrzebowania na wysokie prądy elektryczne wymagane przez niektóre obwody o dużej mocy, takie jak duże zestawy stereo używane w przedstawia.

Popatrzrównież: Stowarzyszenie kondensatorów

Formuła pojemności

Pojemność jest wielkością fizyczną związaną z ilością ładunków elektrycznych, które kondensator jest w stanie przechowywać dla danej różnicy potencjałów. Im większa jego pojemność, tym większa ilość ładunku zmagazynowanego przez kondensator dla tego samego napięcia elektrycznego.

Możemy obliczyć pojemność przez stosunek ilości zmagazynowanych ładunków do napięcia elektrycznego:

Podtytuł:
DO – pojemność (F – farad)
Q – zmagazynowany ładunek elektryczny (C-kulomb)
U – napięcie elektryczne lub różnica potencjałów (V – wolty)

Jednostką pojemności w międzynarodowym układzie jednostek (SI) jest SI farad (F), jednostka równa kulomb na wolt (C/V).

Na pojemność ma również wpływ czynniki geometryczne kondensatorów: dystans (re) między płytkami twornika kondensatora a jego powierzchnia (TEN) wpływają na maksymalną wysokość opłat, jakie mogą być przez nie zgromadzone. Kolejny czynnik, który może wpłynąć na pojemność i lekkie obyczajedielektryk (ε) od środka włożonego między płytki kondensatora: im większa przenikalność dielektryczna ośrodka, tym większa będzie maksymalna ilość ładunku przechowywanego w kondensatorze.

Teraz nie przestawaj... Po reklamie jest więcej ;)

W ten sposób pojemność kondensatora z równoległymi płytami można obliczyć za pomocą następującej zależności:

Podtytuł:
DO – pojemność (F)
ε – przenikalność elektryczna medium (F/m)
TEN – powierzchnia płyt kondensatora (m²)
re – odległość między płytami kondensatora (m)

Poniższy rysunek przedstawia schemat równoległego kondensatora płytowego:

Na powyższym rysunku A to powierzchnia jednej z płytek, a d to odległość między nimi.

Formuła energii zmagazynowanej w kondensatorach

Możemy obliczyć ilość energii elektrycznej potencjalnej zmagazynowanej między zworami kondensatora, korzystając z następującego równania:

Podtytuł:
I_GARNEK – elektryczna energia potencjalna (J – dżule)
Q – ładunek elektryczny (C – kulomby)
U – Napięcie elektryczne (lub różnica potencjałów) (V – wolty)

Z powyższego równania i wzoru na pojemność możemy również wywnioskować drugie równanie, podane wzorem:

Podtytuł:
I_GARNEK – elektryczna energia potencjalna (J)
DO – pojemność (F)
U – Napięcie elektryczne lub różnica potencjałów (V)

Ćwiczenie rozwiązane

Równoległy kondensator płytowy o pojemności 2,0 µF jest podłączony do potencjału 220,0 V. Oblicz wielkość ładunku elektrycznego przechowywanego między zworami kondensatora a jego elektryczną energią potencjalną.

Rozkład:

Aby rozwiązać to ćwiczenie, początkowo użyjemy wzoru na pojemność, który wiąże ładunek i napięcie elektryczne. Zegarek:

Zgodnie z danymi zawartymi w zestawieniu ćwiczeń musimy:

Następnie, aby obliczyć elektryczną energię potencjalną zmagazynowaną w kondensatorze, posługujemy się następującym wzorem:

W ten sposób uzyskamy następującą rozdzielczość:

Rafael Hellerbrock
Ukończył fizykę

Czy chciałbyś odnieść się do tego tekstu w pracy szkolnej lub naukowej? Popatrz:

HELERBROCK, Rafael. „Co to jest kondensator?”; Brazylia Szkoła. Dostępne w: https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-capacitor.htm. Dostęp 27 czerwca 2021 r.