Kapasidad ng kuryente

Kapag ang isang singil ay ipinaalam sa isang konduktor, isang potensyal na φ ang lilitaw sa ibabaw nito, ngunit kung ang parehong singil ay ipinarating sa isa pang konduktor, kung gayon ang potensyal ay magiging iba. Depende ito sa mga geometric na parameter ng konduktor. Ngunit sa anumang kaso, ang potensyal na φ ay proporsyonal sa singil q.

Ang yunit ng SI para sa kapasidad ay ang farad. 1 F = 1C/1V.

Kung ang potensyal ng ibabaw ng bola

(5.4.3)

(5.4.4)

Mas madalas sa pagsasanay, ang mas maliit na mga yunit ng kapasidad ay ginagamit: 1 nF (nanofarad) \u003d 10 -9 F at 1pkF (picofarad) \u003d 10 -12 F.

May pangangailangan para sa mga device na nag-iipon ng singil, at ang mga nag-iisa na konduktor ay may mababang kapasidad. Naranasan ito ay natagpuan na ang electric capacitance ng isang conductor ay tumataas kung isa pang konduktor ay dinala dito - dahil sa phenomena ng electrostatic induction.

Kapasitor ay dalawang konduktor na tinatawag mga nakaharap matatagpuan malapit sa isa't isa .

Ang disenyo ay tulad na ang mga panlabas na katawan na nakapalibot sa kapasitor ay hindi nakakaapekto sa kapasidad ng kuryente nito. Ito ay gagawin kung ang electrostatic field ay puro sa loob ng kapasitor, sa pagitan ng mga plato.

Ang mga capacitor ay flat, cylindrical at spherical.

Dahil ang electrostatic field ay nasa loob ng kapasitor, ang mga linya ng electric displacement ay nagsisimula sa positibong plato, nagtatapos sa negatibo, at hindi nawawala kahit saan. Samakatuwid, ang mga singil sa mga plato magkasalungat ang tanda ngunit pantay ang magnitude.

Ang kapasidad ng isang kapasitor ay katumbas ng ratio ng singil sa potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng mga plato ng kapasitor:

(5.4.5)

Bilang karagdagan sa kapasidad, ang bawat kapasitor ay nailalarawan sa pamamagitan ng U alipin (o U atbp . ) - ang maximum na pinahihintulutang boltahe, sa itaas kung saan ang isang pagkasira ay nangyayari sa pagitan ng mga capacitor plate.

Koneksyon ng mga capacitor

Mga capacitive na baterya– mga kumbinasyon ng parallel at series na koneksyon ng mga capacitor.

1) Parallel na koneksyon ng mga capacitor (Larawan 5.9):

Sa kasong ito, ang karaniwang boltahe ay U:

Kabuuang bayad:

Nagreresultang kapasidad:

Ihambing sa parallel na koneksyon ng mga resistensya R:

Kaya, sa parallel na koneksyon capacitors kabuuang kapasidad

Ang kabuuang kapasidad ay mas malaki kaysa sa malaking kapasidad kasama sa baterya.

2) Serye na koneksyon ng mga capacitor (Larawan 5.10):

Karaniwan ang singil q.

O kaya , samakatuwid

Ikumpara sa serial connection R:

Kaya, sa serial connection mga capacitor, ang kabuuang kapasidad ay mas mababa sa pinakamaliit na kapasidad na kasama sa baterya:

Pagkalkula ng mga kapasidad ng iba't ibang mga capacitor

1.Kapasidad patag na kapasitor

Lakas ng field sa loob ng kapasitor (Larawan 5.11):

Pag-igting sa pagitan ng mga plato:

saan ang distansya sa pagitan ng mga plato.

Mula noong singilin

.

(5.4.7)

Tulad ng makikita mula sa formula, ang dielectric na pare-pareho ang mga sangkap ay lubos na nakakaapekto sa kapasidad ng kapasitor. Ito ay makikita rin sa eksperimento: sinisingil namin ang electroscope, nagdadala ng isang metal plate dito - nakakuha kami ng isang kapasitor (dahil sa electrostatic induction, tumaas ang potensyal). Kung ang isang dielectric ay ipinakilala sa pagitan ng mga plato na may ε na mas malaki kaysa sa hangin, kung gayon ang kapasidad ng kapasitor ay tataas.

Mula sa (5.4.6) maaari mong makuha ang mga yunit ng pagsukat ε 0:

.

2. Kapasidad ng isang cylindrical capacitor

Ang potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng mga plate ng cylindrical capacitor na ipinapakita sa Figure 5.12 ay maaaring kalkulahin ng formula:

Ang mga transformerless power supply na may quenching capacitor ay maginhawa sa kanilang pagiging simple, may maliit na sukat at timbang, ngunit hindi palaging naaangkop dahil sa galvanic coupling ng output circuit na may 220 V network.

Sa isang transformerless power supply sa network AC boltahe kapasitor at load konektado sa serye. Non-polar capacitor kasama sa kadena alternating current, kumikilos tulad ng isang paglaban ngunit, hindi tulad ng isang risistor, ay hindi nagwawaldas ang hinihigop na kapangyarihan bilang init.

Upang makalkula ang kapasidad ng pagsusubo ng kapasitor, ginagamit ang sumusunod na formula:

C - kapasidad ballast condenser(F); Ieff - epektibong kasalukuyang pagkarga; f ay ang dalas ng input boltahe Uc (Hz); Amin - input boltahe (V); Un - load boltahe (V).

Para sa kadalian ng pagkalkula, maaari mong gamitin ang online na calculator

Disenyo mga mapagkukunang walang transformer at mga device na pinapagana ng mga ito, ay dapat na ibukod ang posibilidad na hawakan ang anumang konduktor sa panahon ng operasyon. Ang partikular na atensyon ay dapat bayaran sa paghihiwalay ng mga kontrol.

• Mga katulad na artikulo

Ang pangangailangan na ikonekta ang LED sa network ay isang pangkaraniwang sitwasyon. Ito ay isang indicator para sa pag-on ng mga device, at isang backlit switch, at kahit isang diode lamp.

Mayroong maraming mga scheme para sa pagkonekta ng mga low-power indicator LEDs sa pamamagitan ng isang risistor kasalukuyang limiter, ngunit tulad ng isang scheme ng koneksyon ay may ilang mga disadvantages. Kung kailangan mong ikonekta ang isang diode na may rate na kasalukuyang 100-150mA, kakailanganin mo ng isang napakalakas na risistor, ang mga sukat nito ay magiging mas malaki kaysa sa diode mismo.

Ganito ang magiging hitsura ng diagram ng koneksyon sa desktop liwanag diode lamp. At ang malalakas na sampung-watt na resistor sa mababang temperatura ng silid ay maaaring gamitin bilang karagdagang pinagmumulan ng pag-init.

Ang paggamit ng isang conder-ditch bilang kasalukuyang limiter ay maaaring makabuluhang bawasan ang mga sukat ng naturang circuit. Mukhang isang power supply para sa isang diode lamp na may kapangyarihan na 10-15 watts.

Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng mga circuit sa isang ballast capacitor

Sa circuit na ito, ang kapasitor ay isang kasalukuyang filter. Ang boltahe ay ibinibigay lamang sa pagkarga hanggang sa ganap na ma-charge ang kapasitor, ang oras kung saan ay depende sa kapasidad nito. Sa kasong ito, walang init na henerasyon ang nangyayari, na nag-aalis ng mga paghihigpit sa kapangyarihan ng pagkarga.

Upang maunawaan kung paano gumagana ang circuit na ito at ang prinsipyo ng pagpili ng isang ballast elemento para sa LED, hayaan mo akong ipaalala sa iyo na ang boltahe ay ang bilis ng mga electron kasama ang konduktor, ang kasalukuyang lakas ay ang density ng mga electron.

Para sa isang diode, ito ay ganap na walang malasakit sa kung anong bilis ng mga electron ay "lumipad" sa pamamagitan nito. Ang pagkalkula ng kapasitor ay batay sa kasalukuyang limitasyon sa circuit. Maaari tayong mag-apply ng hindi bababa sa sampung kilovolts, ngunit kung ang kasalukuyang lakas ay ilang microamperes, ang bilang ng mga electron na dumadaan sa light emitting crystal ay sapat na upang pukawin ang isang maliit na bahagi lamang ng light emitter at hindi natin makikita ang glow.

Kasabay nito, sa isang boltahe ng ilang volts at isang kasalukuyang lakas ng sampu-sampung amperes, ang density ng electron flux ay makabuluhang lalampas sa throughput ng diode matrix, na nagko-convert ng labis sa thermal energy, at ang aming LED na elemento ay sumingaw lamang sa isang buga ng usok.

Pagkalkula ng quenching capacitor para sa LED

Suriin natin ang detalyadong pagkalkula, sa ibaba makikita mo ang anyo ng isang online na calculator.

Pagkalkula ng kapasidad ng kapasitor para sa LED:

C (μF) \u003d 3200 * Isd) / √ (Uin² - Uout²)

Sa uF- ang kapasidad ng condenser. Dapat itong i-rate para sa 400-500V;
Isd – kasalukuyang na-rate diode (tingnan ang data ng pasaporte);
Uin- amplitude boltahe ng network - 320V;
Uout– nominal na boltahe ng supply ng LED.

Maaari mo ring mahanap ang formula na ito:

C \u003d (4.45 * I) / (U - Ud)

Ito ay ginagamit para sa mababang power load hanggang 100 mA at hanggang 5V.

Pagkalkula ng kapasitor para sa LED (online calculator):

Input na data:

Kasalukuyang natupok ng pagkarga (A);
Input boltahe Uin (V);
Output boltahe Uout (V);

Kapasidad ng kapasitor (uF).

Para sa kalinawan, kakalkulahin namin ang ilang mga scheme ng koneksyon.

Upang makalkula ang kapasidad ng conduit, kailangan namin:

• Ang maximum na kasalukuyang diode ay 0.15A;
• boltahe ng supply ng diode - 3.5V;
• peak boltahe ng network - 320V.

Para sa mga ganitong kondisyon, ang mga parameter ng conduit ay: 1.5 μF, 400V.

Kapag kinakalkula ang isang kapasitor para sa isang LED lamp, dapat itong isaalang-alang na ang mga diode sa loob nito ay konektado sa mga grupo.

• Supply boltahe para sa isang serial chain - Usd * bilang ng mga LED sa circuit;
• kasalukuyang lakas - Iсd * bilang ng mga parallel chain.

Halimbawa, kumuha tayo ng isang modelo na may anim na parallel na linya ng apat na serye ng mga diode.

Supply boltahe - 4 * 3.5V = 14V;
Kasalukuyang circuit - 0.15A * 6 \u003d 0.9A;

Para sa circuit na ito, ang mga parameter ng kapasitor ay: 9 microfarads, 400V.

Isang simpleng LED power supply circuit na may capacitor

Suriin natin ang isang device na walang transformer power supply para sa mga LED gamit ang halimbawa ng factory LED llama driver.

• R1- 1A risistor, na binabawasan ang kahalagahan ng pagbaba ng boltahe sa network;
• R2,C2- Ang Conde-r ay nagsisilbing isang kasalukuyang limiter, at isang risistor para sa pagdiskarga nito pagkatapos na idiskonekta mula sa network;
• C3- smoothing condenser, upang mabawasan ang pulsation ng liwanag;
• R3- nagsisilbing limitahan ang pagbaba ng boltahe pagkatapos ng conversion, ngunit mas ipinapayong mag-install ng zener diode sa halip.

Anong kapasitor ang maaaring gamitin para sa ballast?

Ang mga ceramic na elemento na na-rate para sa 400-500V ay ginagamit bilang mga quenching capacitor para sa mga LED. Ang paggamit ng mga electrolytic (polar) capacitor ay hindi katanggap-tanggap.

Mga hakbang sa pag-iingat

Ang mga transformerless circuit ay walang galvanic isolation. Ang kasalukuyang lakas ng circuit kapag lumitaw ang karagdagang pagtutol, halimbawa, ang pagpindot sa isang hubad na contact sa circuit gamit ang isang kamay, ay maaaring tumaas nang malaki, na nagiging sanhi ng pinsala sa kuryente.