Kas yra elektrinė talpa ir kaip ji matuojama
Apibrėžimas
Laidininkams elektrinė talpa yra reikšmė, apibūdinanti kūno sugebėjimą kaupti elektros krūvį. Tai yra jo fizinė prasmė. Jis žymimas lotyniška raide C. Jis yra lygus krūvio ir potencialo santykiui, jei jis parašytas kaip formulė, gaunamas:
C = q / f
Bet kurio objekto elektrinė talpa priklauso nuo jo formos ir geometrinių matmenų. Jei kaip pavyzdį laikysime rutulio formos laidininką, tada jo vertės apskaičiavimo formulė atrodys taip:
Ši formulė tinka vienišam laidininkui. Jei pastatysite du laidus vienas šalia kito ir atskiriate juos dielektriku, tada gausite kondensatorių. Apie tai šiek tiek vėliau, dabar pažvelkime, kas išmatuota elektrinė talpa.
Elektros talpos matavimo vienetas yra farad. Jei jūs skaidote į komponentus pagal formulę, tada:
1 farad = 1 C / 1 V
Istoriškai šio vieneto matmuo nebuvo pasirinktas teisingai. Faktas yra tas, kad praktiškai jūs turite dirbti su elektrinėmis galimybėmis: myliomis, mikro, nano ir picofaradais. Kuris lygus farado dalims, būtent:
1 mF = 10 ^ (- 3) Ф
1 μF = 10 ^ (- 6) F
1 nF = 10 ^ (- 9) Ф
1 pF = 10 ^ (- 12) Ф
Kondensatoriai
Kondensatorius yra dvi laidžios medžiagos plokštės, išdėstytos priešais viena kitą, tarp kurių yra dielektrinis sluoksnis. Įkrautos būsenos plokštės turi skirtingą potencialą: viena iš jų bus teigiama, o antroji neigiama. Elektrinė kondensatoriaus talpa priklauso nuo jo plokštėse esančio krūvio dydžio ir potencialo skirtumo, įtampos tarp jų. Tarp plokštelių atsiranda elektrostatinis laukas, kuris sulaiko krūvius plokštėse. Kondensatoriaus talpos formulė bendruoju atveju:
C = q / U
Paprastais žodžiais tariant, kondensatoriaus talpa priklauso nuo plokštelių ploto ir atstumo tarp jų, taip pat nuo santykinės medžiagos, esančios tarp jų, dielektrinės konstantos. Jie išsiskiria naudojamu dielektriku:
- keramikos;
- filmas;
- žėručio;
- metalinis popierius;
- elektrolitinis;
- tantalas ir kt.
Pagal plokštelių formą:
- plokščias;
- cilindro formos;
- sferinis ir kt.
Figūros ploto formulė priklauso nuo jo formos, todėl talpos formulė kiekvienu atveju bus skirtinga.
Plokščiam kondensatoriui:
Dviejoms koncentrinėms sferoms su bendru centru:
Cilindriniam kondensatoriui:
Kaip ir kiti elektros grandinės elementai, šiuo atveju yra du pagrindiniai kondensatorių prijungimo būdai: lygiagretusis ir nuoseklusis.
Nuo to priklauso galutinė susidariusios grandinės elektrinė talpa. Kelių kondensatorių talpos skaičiavimai primena skirtingų varžų varžų varžos skaičiavimus, tik jungčių metodų formulės yra atvirkščiai, tai yra:
- Prijungus lygiagrečiai, visa grandinės elektrinė talpa yra kiekvieno elemento talpų suma. Kiekvienas kitas prijungtas padidina bendrą talpą
Ctotal = C1 + C2 + C3
- Prijungus nuosekliai, grandinės elektrinė talpa mažėja, kaip ir sumažėja pasipriešinimas lygiagrečiai sujungtų rezistorių grandinėje. Tai yra:
Lovelė = (1 / C1) + (1 / C2) + (1 / C3)
Svarbu! Lygiagrečioje grandinėje kiekvieno elemento plokščių įtampa yra vienoda. Tai naudojama didelėms elektrinėms talpoms gauti. Serijiniame dviejų įtampos elementų sujungime ant kiekvieno kondensatoriaus plokštelių yra pusė visos įtampos. Trims, trečdaliams ir pan.
Baterijos ir energijos suvartojimas
Pagrindinės baterijų savybės:
- Nominali įtampa
- Talpa.
- Maksimali iškrovos srovė.
Šiuo atveju, norint nustatyti kiekybines veikimo laiko charakteristikas arba, paprasčiau tariant, apskaičiuoti, kiek laiko akumuliatorius tarnauja, naudojama talpos vertė.
Įkraunamose baterijose elektrinei talpai apibūdinti naudojami šie matmenys:
- O * h - ampervalandos didelėms baterijoms, pavyzdžiui, automobiliams.
- mAh - milijampro valandos nešiojamų prietaisų, tokių kaip išmanieji telefonai, keturračiai kompiuteriai ir elektroninės cigaretės, baterijoms.
- W * valandos - vatos valandos.
Šios charakteristikos leidžia nustatyti, kiek laiko akumuliatorius atlaikys esant tam tikrai apkrovai. Norint nustatyti akumuliatoriaus elektrinę talpą, matuojama pakabučiais (C). Savo ruožtu pakabukas yra lygus elektros energijos kiekiui, perduodamam į akumuliatorių, esant 1A srovei 1 s. Tada, jei jūs verčiate į valandas, tada esant 1A srovei 1 val., Perduodama 3600 C.
Vienas iš būdų išmatuoti akumuliatoriaus talpą yra iškrauti jį žinoma srove ir jūs turite išmatuoti iškrovos laiką. Tarkime, jei akumuliatorius iškrenta iki mažiausios įtampos lygio per 10 valandų 5A srove, tada jo talpa yra 50 A * h
Elektra yra svarbus kiekis elektronikoje ir elektrotechnikoje. Praktiškai kondensatoriai naudojami beveik visose elektroninio prietaiso grandinėse. Pavyzdžiui, maitinimo šaltiniuose - norint išlyginti virpėjimą, sumažinti aukštos įtampos įtampą įtampos jungikliuose. Atliekant laiko nustatymą, įvairių grandinių grandinės, taip pat PWM valdikliuose, norėdami nustatyti veikimo dažnį. Baterijos taip pat dažniausiai naudojamos. Apskritai energijos kaupimo ir fazių poslinkio užduotys yra labai dažnos.
Pateiktas vaizdo įrašas padės išsamiau išnagrinėti problemą:
Trumpas paaiškinimas pateiktas šiame vaizdo įrašo vadove:
Dabar jūs žinote, kas yra elektrinė talpa, kokiais vienetais ji matuojama ir nuo ko priklauso šis kiekis. Tikimės, kad pateikta informacija jums buvo naudinga ir suprantama!
Susijusios medžiagos:
Įkeliama ...
