Книги

пятница, 7 февраля 2014 г.

Электрическая емкость. Конденсаторы

Конденсатор
Емкость характеризуется способностью элемента накапливать электрические заряды. Величина измеряющая отношение заряда проводника к потенциалу проводника называется электрической емкостью проводника.

Формула будет выглядеть вот так: C=Q/F
Где C - это емкость проводника, Q - заряд проводника, а F - потенциал проводника.

Емкость проводника измеряется в Фарадах. То есть, предыдущую формулу можно записать как
1Ф=1Кл /1В



Фарад — очень большая ёмкость для уединённого проводника. Ёмкостью 1 Ф обладал бы уединённый металлический шар, радиус которого равен 13 радиусам Солнца. Ёмкость же шара размером с Землю, используемого как уединённый проводник, составляла бы около 710 микрофарад. (http://ru.wikipedia.org/wiki/Фарад). Наиболее часто в электротехнике используются микрофарады пикофарады. 

Кратные Дольные
величина название обозначение величина название обозначение
101 Ф декафарад даФ daF 10−1 Ф децифарад дФ dF
102 Ф гектофарад гФ hF 10−2 Ф сантифарад сФ cF
103 Ф килофарад кФ kF 10−3 Ф миллифарад мФ mF
106 Ф мегафарад МФ MF 10−6 Ф микрофарад мкФ µF
109 Ф гигафарад ГФ GF 10−9 Ф нанофарад нФ nF
1012 Ф терафарад ТФ TF 10−12 Ф пикофарад пФ pF
1015 Ф петафарад ПФ PF 10−15 Ф фемтофарад фФ fF
1018 Ф эксафарад ЭФ EF 10−18 Ф аттофарад аФ aF
1021 Ф зеттафарад ЗФ ZF 10−21 Ф зептофарад зФ zF
1024 Ф иоттафарад ИФ YF 10−24 Ф иоктофарад иФ yF
     применять не рекомендуется      не применяются или редко применяются на практике

Что такое конденсатор? Система из двух металлических пластин или проводников, произвольной формы, разделенных диэлектриком создает конденсатор. Конденсаторы можно соединять последовательно, параллельно и смешано.
Схематично конденсатор помечается так:

 Последовательно соединение конденсаторов - это такое соединение, при котором конец конденсатора С1 соединяется с началом конденсатора С2 и тд.   

Последовательно соединение конденсаторов
Общее напряжение группы конденсаторов равен сумме всех напряжений конденсаторов:
U=U1+U2+U3
Общий заряд группы конденсаторов равен заряду одного из конденсаторов:
Q=Q1=Q2=Q3
Общая емкость группы конденсаторов равна сумме всех конденсаторов: (не забывайте цифру 1 в качестве делимого)
1/C=1/C1+1/C2+1/C3
Емкость конденсатора равна заряду конденсатора разделенному на его напряжение:
C=Q/U

 Параллельное соединение конденсаторов -   это такое соединение, при котором начало и конец конденсатора С1 соединяется с началом и концом конденсатора С2, соответственно.    

Параллельное соединение конденсаторов
Общее напряжение группы конденсаторов равно напряжению одного из конденсаторов:
U=U1=U2=U3
Общий заряд группы конденсаторов равен сумме зарядов всех конденсаторов:
Q=Q1+Q2+Q3
Общая емкость группы конденсаторов равна сумме всех конденсаторов:
C=C1+C2+C3

Смешанное соединение конденсаторов

Смешанное соединение конденсаторов
Перед началом решения задачи нужно упростить схему. С нашей смешанной схемы соединения  мы сделаем последовательную. То есть C2 и C3 мы упрощаем в один конденсатор С2,3 или C2С3.
А теперь два последовательных соединяем в один. То есть  C1 соединяем вместе с C2С3  и получаем один конденсатор С1,2,3 или С1C2С3.
Теперь какие формулы брать для вычисления смешанного типа соединения. Нужно идти от начала упрощения. Мы соединяли два параллельных конденсатора, значит и складываем их по формулам для параллельного соединения.

U2U3=U2=U3
C2C3=C2+C3
Q2Q3=Q2+Q3
Q2=U2*C2; Q3=U3*C3

Затем мы упростили два последовательных конденсатора, а это значит нужно использовать формулы для последовательного соединения.

U=U1+U2U3
Q=Q1=Q2Q3
1/C=1/C1+1/C2C3
U1=Q1/C1; U1=U-U23
Q=C*U



Комментариев нет:

Отправить комментарий