Определение конденсатора
Конденсатор это устройство, способное накапливать электрические заряды когда один разность потенциалов устанавливается между вашими терминалами. THE емкость Количество конденсаторов, в свою очередь, является мерой того, сколько заряда способно накопить устройство при заданной разности потенциалов.
Конденсаторы, как правило, производятся простым способом, состоящим из двух параллельных проводящих пластин, называемых якорями, которые могут быть заполнены или не заполнены средой с высоким содержанием среды. диэлектрик (изоляционный).
Для чего нужны конденсаторы?
Конденсаторы могут использоваться для других целей, помимо их основной функции, а именно: хранить электрические заряды. Эти устройства могут использоваться в цепях с питанием от переменные электрические токи, когда желательно образование постоянного электрического тока, как в случае с бытовой техникой, такой как холодильники, блендеры, машины стирка и тд.
Однако электрический ток не будет течь по цепи, пока конденсаторы не будут полностью заряжены. Это может
уменьшить износ произведено большим вариации электрического тока, генерируемого, когда электронное устройство включен или же выключенный.Благодаря большой простоте хранения электрических зарядов, конденсаторы также могут использоваться для удовлетворения спроса на высокие электрические токи, требуемые некоторыми мощными цепями, такими как большие стереосистемы, используемые в показывает.
Посмотритетакже: Конденсаторная ассоциация
Формула емкости
Емкость - это физическая величина, связанная с количеством электрических зарядов, которые конденсатор способен хранить при заданной разности потенциалов. Чем больше его емкость, тем больше заряда сохраняется в конденсаторе при том же электрическом напряжении.
Мы можем рассчитать емкость по соотношению между количеством накопленных зарядов и электрическим напряжением:
Подзаголовок:
Ç - емкость (F - фарад)
Q - накопленный электрический заряд (С-кулон)
U - электрическое напряжение или разность потенциалов (В - вольт)
Единицей измерения емкости в Международной системе единиц (СИ) является фарад (F), единица, равная кулон на вольт (РЕЗЮМЕ).
Емкость также зависит от геометрические факторы конденсаторов: расстояние (d) между обкладками якоря конденсатора и его область (THE) влияют на максимальное количество зарядов, которые они могут накапливать. Еще один фактор, который может повлиять на емкость и вседозволенностьдиэлектрик (ε) от середины, вставленной между обкладками конденсатора: чем больше диэлектрическая проницаемость среды, тем больше будет максимальное количество заряда, хранящегося в конденсаторе.
Таким образом, емкость конденсатора с параллельными пластинами можно рассчитать, используя следующее соотношение:
Подзаголовок:
Ç - емкость (F)
ε – электрическая проницаемость среды (Ф / м)
THE - площадь пластин конденсатора (м²)
d - расстояние между пластинами конденсатора (м)
На рисунке ниже показана схема конденсатора с параллельными пластинами:
На рисунке выше A - это площадь одной из пластин, а d - расстояние между ними.
Формула энергии, запасенной в конденсаторах
Мы можем рассчитать количество электрической потенциальной энергии, хранящейся между якорями конденсатора, используя следующее уравнение:
Подзаголовок:
А ТАКЖЕГОРШОК - электрическая потенциальная энергия (Дж - джоули)
Q - электрический заряд (К - кулоны)
U - электрическое напряжение (или разность потенциалов) (В - вольт)
Используя приведенное выше уравнение и формулу емкости, мы также можем вывести второе уравнение, которое определяется следующим образом:
Подзаголовок:
А ТАКЖЕГОРШОК - электрическая потенциальная энергия (Дж)
Ç - емкость (F)
U - электрическое напряжение или разность потенциалов (В)
Упражнение решено
Конденсатор с параллельными пластинами емкостью 2,0 мкФ подключен к напряжению 220,0 В. Рассчитайте величину электрического заряда, накопленного между якорями конденсатора, и его потенциальную электрическую энергию.
Разрешение:
Для решения этого упражнения сначала мы будем использовать формулу емкости, которая связывает заряд и электрическое напряжение. Смотреть:
Согласно данным, приведенным в ведомости учений, мы должны:
Затем, чтобы рассчитать электрическую потенциальную энергию, запасенную в конденсаторе, мы используем следующую формулу:
Таким образом, у нас будет следующее разрешение:
Рафаэль Хеллерброк
Закончил факультет физики
Источник: Бразильская школа - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-capacitor.htm
