Definícia kondenzátora
Kondenzátor je zariadenie schopné akumulácie elektrické náboje keď jeden potenciálny rozdiel medzi vašimi terminálmi. THE kapacita kondenzátorov je zase miera toho, koľko náboja je zariadenie schopné akumulovať pre daný potenciálny rozdiel.
Kondenzátory sa zvyčajne vyrábajú jednoduchým spôsobom, ktorý tvoria dve paralelné vodivé platne nazývané armatúry, ktoré môžu alebo nemusia byť naplnené silným médiom. dielektrikum (izolačné).
Na čo slúžia kondenzátory?
Kondenzátory môžu byť použité na iné účely okrem ich hlavnej funkcie, ktorou je skladovať elektrické náboje. Tieto zariadenia môžu byť použité na obvodoch napájaných z striedavé elektrické prúdy, keď je požadovaný vznik nepretržitého elektrického prúdu, ako v prípade domácich spotrebičov, ako sú napr chladničky, mixéry, strojov pranie a pod.
Elektrický prúd však nebude pretekať obvodom, kým nebudú kondenzátory úplne nabité. Toto môže znížiť opotrebenie produkované veľkými variácie elektrického prúdu generovaného, keď je elektronické zariadenie zapnuté alebo vypnutý.
Kvôli ich ľahkému ukladaniu elektrických nábojov je možné na uspokojenie dopytu použiť aj kondenzátory vysoké elektrické prúdy vyžadované niektorými obvodmi s vysokým výkonom, ako sú napríklad veľké stereá používané v relácie.
Pozritiež: Združenie kondenzátorov
Vzorec kapacity
Kapacita je fyzikálna veličina súvisiaca s množstvom elektrických nábojov, ktoré je kondenzátor schopný uložiť pre daný potenciálny rozdiel. Čím väčšia je jeho kapacita, tým väčšie je množstvo náboja uloženého kondenzátorom pre rovnaké elektrické napätie.
Kapacitu môžeme vypočítať pomerom medzi počtom uložených nábojov a elektrickým napätím:
Podnadpis:
Ç - kapacita (F - farad)
Q - uložený elektrický náboj (C-coulomb)
U - elektrické napätie alebo rozdiel potenciálov (V - volty)
Kapacitná jednotka v Medzinárodnom systéme jednotiek (SI) je farad (F), jednotka, ktorá sa rovná coulomb na volt (ŽIVOTOPIS).
Na kapacitu má tiež vplyv geometrické faktory kondenzátorov: vzdialenosť (d) medzi kotvovými doskami kondenzátorov a ich oblasti (THE) ovplyvňujú maximálnu výšku poplatkov, ktoré sa môžu akumulovať. Ďalším faktorom, ktorý môže ovplyvniť kapacita a toleranciadielektrikum (ε) zo stredu vloženého medzi platne kondenzátora: tým vyššia je dielektrická permitivita média, tým väčšie bude maximálne množstvo náboja uložené v kondenzátore.
Kapacitu paralelného doskového kondenzátora teda možno vypočítať pomocou nasledujúceho vzťahu:
Podtitul:
Ç - kapacita (F)
ε – elektrická permitivita média (F / m)
THE - plocha kondenzátorových dosiek (m²)
d - vzdialenosť medzi doskami kondenzátora (m)
Nasledujúci obrázok zobrazuje schému kondenzátora s paralelnými doskami:
Na obrázku vyššie A je plocha jednej z platní a d je vzdialenosť medzi nimi.
Vzorec energie uloženej v kondenzátoroch
Množstvo elektrickej potenciálnej energie uloženej medzi armatúrami kondenzátora môžeme vypočítať pomocou nasledujúcej rovnice:
Podtitul:
APOT - elektrická potenciálna energia (J - joulov)
Q - elektrický náboj (C - coulomby)
U - Elektrické napätie (alebo rozdiel potenciálov) (V - volty)
Prostredníctvom vyššie uvedenej rovnice a kapacitného vzorca môžeme odvodiť aj druhú rovnicu danú:
Podtitul:
APOT - elektrická potenciálna energia (J)
Ç - kapacita (F)
U - Elektrické napätie alebo rozdiel potenciálov (V)
Cvičenie vyriešené
Paralelný doskový kondenzátor s kapacitou rovnajúcou sa 2,0 µF je pripojený k potenciálu 220,0 V. Vypočítajte veľkosť elektrického náboja uloženého medzi armatúrami kondenzátora a jeho elektrickej potenciálnej energie.
Rozhodnutie:
Na vyriešenie tohto cvičenia spočiatku použijeme kapacitný vzorec, ktorý súvisí s nábojom a elektrickým napätím. Pozerať:
Podľa údajov poskytnutých vo vyhlásení o cvičení musíme:
Potom na výpočet elektrickej potenciálnej energie uloženej v kondenzátore použijeme nasledujúci vzorec:
Týmto spôsobom budeme mať nasledujúce uznesenie:
Autor: Rafael Hellerbrock
Vyštudoval fyziku
Zdroj: Brazílska škola - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-capacitor.htm