Kapasitor

Ang batayan ng disenyo ng kapasitor ay dalawang conductive plate, sa pagitan ng kung saan mayroong isang dielectric

Kaliwa - capacitors para sa ibabaw mount; sa kanan - mga capacitor para sa volumetric mounting; tuktok - ceramic; ilalim - electrolytic.

Ang aparato na ginawa ni von Kleist ay binubuo ng isang bote ng gamot na bahagyang napuno ng tubig at tinatakan ng isang tapunan. Ang pako ay itinulak sa tapon at sa tubig. Hawak ang bote sa isang kamay, pagkatapos ay dinala ang pako sa terminal ng isang electrostatic machine, na nagpapahintulot sa ilang pag-charge. Habang inabot ni von Kleist ang pako upang bunutin ito mula sa tapon habang hawak pa rin ang bote, ang mga indibidwal na singil ay nagawang muling pagsamahin habang dumadaloy ang mga ito sa kanyang katawan. Ang aparato at karanasan ni Van Mussenbroek ay halos kapareho ng kay von Kleist, na may tatlong pangunahing pagbubukod.

Iba't ibang mga capacitor para sa bulk mounting

Mga Katangian ng Capacitor

Ang isang kapasitor sa isang DC circuit ay maaaring magsagawa ng kasalukuyang sa sandaling ito ay konektado sa circuit (ang kapasitor ay sinisingil o recharged), sa dulo ng lumilipas na proseso, ang kasalukuyang ay hindi dumadaloy sa pamamagitan ng kapasitor, dahil ang mga plato nito ay pinaghihiwalay. sa pamamagitan ng isang dielectric. Sa isang alternating current circuit, nagsasagawa ito ng mga alternating current oscillations sa pamamagitan ng cyclically recharging ng capacitor.

Una, ginawa ng isang bisitang estudyante ang nakagugulat na pagtuklas na hindi ito si van Mussenbroek; pangalawa, gumawa siya ng maraming pagpapabuti sa device; at pangatlo, sumulat siya sa kanyang mga kasamahan para sabihin sa kanila ang lahat tungkol dito. Ngunit narito ang ilan sa mga highlight. Ito ay sapat na para sa isang tao na tumayo nang direkta sa lupa; na ang sinumang may hawak ng globo ay dapat gumuhit ng kislap; Maliit lang ang epekto kung dalawang lalaki ang kasali, ang isa ay humahawak sa globo at ang isa ay humihila ng sparks. Di-nagtagal, ang mga siyentipiko sa kontinente ay lumikha ng kanilang sariling bago at pinahusay na mga aparato para sa pag-iimbak ng mga singil sa kuryente.

Pagpino ng Disenyo: Puno ng tubig, tinta, suka, tinunaw na mantikilya, alak o beer, at sa wakas ay wala. Sa pakikipagsabwatan ng abbot ng Grand Monastery of the Carthusians sa Paris, nagtipon siya ng 200 monghe sa isang mahabang linya, na ang bawat monghe ay may hawak na mga dulo ng walong metro ng alambre, upang bumuo ng isang kadena na halos isang milya ang haba. Nang walang babala, ikinonekta niya ang Leiden Jar sa mga dulo ng linya, na nagbigay sa mga hindi mapag-aalinlanganang monghe ng isang napakalaking electrical shock, at nabanggit nang may kasiyahan na ang lahat ng mga monghe ay nagsimulang magmura at yumuko habang sila ay tumugon sa pagkabigla. Humanga at nagulat ang hari nang sabay na tumalon ang mga sundalo nang matapos ang circuit. Isang impormal na kahulugan ng kapasidad.

kung saan ang haka-haka na yunit, ay ang dalas ng dumadaloy na sinusoidal kasalukuyang, ay ang kapasidad ng kapasitor. Ito rin ay sumusunod na ang reactance ng kapasitor ay: . Para sa DC, ang dalas ay zero, kaya ang reactance ng isang kapasitor ay walang hanggan (perpekto).

Pormal na kahulugan ng kapasidad. Ang kapasidad ng isang electrostatic system ay ang ratio ng halaga ng singil na pinaghihiwalay mula sa potensyal na pagkakaiba na ginamit. Karaniwang isinasaalang-alang ang isang farad malaking kapasidad. Tinukoy ni Henry Cavendish ang mga salik na nakakaapekto sa kapasidad.

Direktang proporsyonal sa lugar ng isang plato, inversely proporsyonal sa distansya sa pagitan ng mga plato at direktang proporsyonal sa permittivity ng materyal sa pagitan ng mga plato. Mas advanced: cylindrical. At spherical. At ang sariling kapasidad ng globo.

Higit pa tungkol sa dielectrics sa susunod na seksyon. Dalawang halimbawa: sa mga power supply, isang condenser microphone. Kadalasan, ginagamit ang mga ito upang pakinisin ang supply ng kuryente upang maalis ang mga spike o dropout. Malaking capacitor - Larawan ng pamilya. Dahil lang sa naka-unplug ang isang de-koryenteng device ay hindi ito nangangahulugan na mabubuksan ito at gagana sa loob. Mga mabibigat na kagamitan tulad nito Microwave oven, kadalasang naglalaman ng mga capacitor na may kakayahang mag-imbak ng malaking halaga ng elektrikal na enerhiya.

Sa electric mga diagram ng circuit Ang nominal na kapasidad ng mga capacitor ay karaniwang ipinahiwatig sa microfarads (1 μF = 10 6 pF) at picofarads, ngunit madalas sa nanofarads. Sa isang kapasidad na hindi hihigit sa 0.01 μF, ang kapasidad ng kapasitor ay ipinahiwatig sa picofarads, habang pinahihintulutan na huwag ipahiwatig ang yunit ng pagsukat, i.e. ang postfix na "pF" ay tinanggal. Kapag nagtatalaga ng nominal na kapasidad sa ibang mga yunit, ipahiwatig ang yunit ng pagsukat (picoFarad). Para sa mga electrolytic capacitor, pati na rin para sa mga high-voltage capacitor sa mga diagram, pagkatapos italaga ang capacitance rating, ipahiwatig ang kanilang maximum na operating boltahe sa volts (V) o kilovolts (kV). Halimbawa: "10 microns x 10 V". Para ipahiwatig ang saklaw ng pagbabago sa kapasidad, halimbawa: "10 - 180". Sa kasalukuyan, ang mga capacitor ay ginawa na may mga nominal na kapasidad mula sa decimal-logarithmic na serye ng mga halaga E3, E6, E12, E24, i.e. mayroong 3, 6, 12, 24 na halaga bawat dekada, upang ang mga halaga na may naaangkop na pagpapaubaya (scatter) ay sumasakop sa buong dekada.

Ang aksidente at mabilis na paglabas ay maaaring magdulot ng malubhang pinsala o kamatayan. Ang salitang "capacitor" ay halos hindi na ginagamit na termino na nangangahulugang "capacitor". Ano ang isang reverse condenser microphone? Ang condenser microphone ay karaniwang isang condenser na may isang nakapirming plato at isang napakagaan, manipis, maluwag na plato na tinatawag na diaphragm. Ang pangalawang plate na ito ay napakagaan na ang mga sound wave ay sapat na malakas upang gawin itong manginig. Ito ay humahantong sa isang pagbabago sa distansya sa pagitan ng mga nakapirming at nakapirming mga plato.

Mga katangian ng mga capacitor

pangunahing mga parameter

Kapasidad

Ang pangunahing katangian ng isang kapasitor ay ang nito kapasidad. Ang pagtatalaga ng kapasitor ay naglalaman ng halaga na-rate na kapasidad, habang ang aktwal na kapasidad ay maaaring mag-iba nang malaki depende sa maraming salik. Ang aktwal na kapasidad ng isang kapasitor ay tumutukoy sa mga katangian ng kuryente nito. Kaya, sa pamamagitan ng kahulugan ng kapasidad, ang singil sa plato ay proporsyonal sa boltahe sa pagitan ng mga plato ( q = CU ). Ang mga karaniwang halaga ng kapasidad para sa mga capacitor ay mula sa mga yunit ng picofarad hanggang sa daan-daang microfarad. Gayunpaman, may mga capacitor na may kapasidad na hanggang sampu-sampung farad.

Kapag nagbabago ang paghihiwalay ng plato, nagbabago ang kapasidad. Ang mga plato ay sinisingil sa isang pare-parehong halaga kapag ginagamit ang mga ito, at ang pagbabago sa kapasidad ay nagreresulta sa pagbabago sa boltahe. Ang tunog, gaya ng naaalala mo, ay isang longhitudinal wave; isang serye ng mga alternating lugar ng mataas at mababang presyon, na tinatawag na compression at rarefactions, na kumakalat sa pamamagitan ng isang medium gaya ng hangin. Compression sa ilalim mataas na presyon itinutulak ng mikropono ang dayapragm papasok, binabawasan ang paghihiwalay ng plato, pagtaas ng kapasidad, at pagbaba ng boltahe.

Ang mababang presyon ng repraksyon ay nagtutulak palabas ng diaphragm, pinapataas ang paghihiwalay ng plato, binabawasan ang kapasidad, at pagtaas ng boltahe. Ang presyon at boltahe ay dapat na direktang proporsyonal. Mga equation ng condenser microphone. Ang boltahe ay maliit at ang pagbabago ay mas maliit, kaya isang amplifier circuit ay kinakailangan upang dalhin ang signal sa isang katanggap-tanggap na antas.

Kapasidad patag na kapasitor, na binubuo ng dalawang magkatulad na metal plate na may isang lugar sa bawat isa, na matatagpuan sa layo mula sa isa't isa, sa sistema ng SI ay ipinahayag ng formula: , kung saan ang relatibong permittivity ng medium na pumupuno sa puwang sa pagitan ng mga plato (ang formula na ito ay wasto lamang kapag mas mababa kaysa sa mga linear na sukat ng mga plato).

Capacitive proximity sensor para sa capacitive tank capacitive tank. . Napapaligiran kami ng maliliit na maliliit na capacitor. Dynamic na RAM. Ang pagpapabilis ay tinutukoy ng kaugalian ng kapasidad ng mga kalapit na capacitor. Upang matukoy ang biglaang pagpepreno ng sasakyan pati na rin ang mga seat belt na sinasadyang mga seat belt o airbag deployment kung kinakailangan upang matukoy ang bilis, posisyon at saloobin para sa oras ng pag-navigate at mga sistema ng data ng paglipad upang masubaybayan ang mga vibrations sa mga sasakyan at matukoy ang mga hindi pangkaraniwang kondisyon tulad ng walang simetriko na pagkarga o potensyal na pagkabigo matukoy kung ang isang mekanikal na aparato ay hindi pinagana at pagkatapos ay i-activate ang safe mode upang makita ang sapilitang pagpasok at pagkatapos ay i-activate ang isang alarma upang makita ang malakas na lindol at pagkatapos ay patayin ang mga pipeline o pagtutubero upang masukat ang mga pagbabago sa slope at bigyan ng babala ang posibleng pagbagsak ng gusali o tukuyin lamang kung ang ibabaw ay umaayon sa antas o true para matukoy ang oryentasyon ng portable na display at pumasok sa landscape o portrait mode depende sa kung paano subaybayan ang paggalaw sa mga camera, at pagkatapos ay i-stabilize ang imaheng naitala para sa kontrol. i mga sistema ng paglalaro, upang pag-aralan ang paggalaw sa mga propesyonal at pang-collegiate na sports, upang mabilang ang bilang ng mga hakbang na ginawa ng isang taong naglalakad o tumatakbo, upang masukat ang lakas ng lokal na larangan ng gravitational para sa geological na pananaliksik. Isaalang-alang ang dalawang konduktor na may mga singil na magkapareho ang magnitude ngunit magkasalungat na tanda, tulad ng ipinapakita sa figure.

Upang makakuha ng malalaking capacitances, ang mga capacitor ay konektado sa parallel. Sa kasong ito, ang boltahe sa pagitan ng mga plato ng lahat ng mga capacitor ay pareho. Kabuuang kapasidad ng baterya parallel Ang mga konektadong capacitor ay katumbas ng kabuuan ng mga kapasidad ng lahat ng mga capacitor na kasama sa baterya.

Ang kumbinasyong ito ng dalawang konduktor ay tinatawag na kapasitor. Ang mga konduktor ay tinatawag na mga plato. Dahil ang yunit ng potensyal na pagkakaiba ay ang bolta, ang potensyal na pagkakaiba ay madalas na tinutukoy bilang boltahe. Gagamitin namin ang terminong ito upang ilarawan ang potensyal na pagkakaiba sa isang elemento ng circuit o sa pagitan ng dalawang punto sa espasyo. Ano ang tumutukoy kung magkano ang singil sa mga plato ng isang kapasitor sa isang ibinigay na boltahe?

Ang pare-pareho ng proporsyonalidad ay nakasalalay sa hugis at paghihiwalay ng mga konduktor. Samakatuwid, ang kapasidad ay isang sukatan ng kakayahan ng isang kapasitor na mag-imbak ng singil at potensyal na enerhiya ng kuryente. Farad, na ipinangalan kay Michael Faraday: Ang Farad ay isang napakalaking yunit ng kapasidad. Sa pagsasagawa, ang mga tipikal na aparato ay may mga kapasidad mula sa microfarads hanggang picofarads. Isaalang-alang ang isang kapasitor na nabuo mula sa isang pares ng parallel plates tulad ng ipinapakita sa figure. Ang bawat plato ay konektado sa isang terminal ng baterya, na nagsisilbing pinagmumulan ng potensyal na pagkakaiba.

Kung ang lahat ng mga capacitor na konektado sa parallel ay may parehong distansya sa pagitan ng mga plate at mga katangian ng dielectric, kung gayon ang mga capacitor na ito ay maaaring katawanin bilang isang malaking kapasitor, na nahahati sa mga fragment ng isang mas maliit na lugar.

Sa serial connection capacitors, ang mga singil ng lahat ng mga capacitor ay pareho. Kabuuang kapasidad ng baterya sunud-sunod konektado capacitors ay

Kung ang kapasitor ay hindi unang na-charge, ang baterya ay nagse-set up ng isang electric field sa pagkonekta ng mga wire kapag konektado. Mag-focus tayo sa plate na konektado sa negatibong terminal ng baterya. Electric field naglalapat ng puwersa sa mga electron sa wire nang direkta sa likod ng plate na iyon; ang puwersang ito ay nagiging sanhi ng paglipat ng mga electron papunta sa plato. Ang paggalaw na ito ay nagpapatuloy hanggang ang plate, wire at terminal ay nasa parehong potensyal na elektrikal. Kapag naabot na ang punto ng ekwilibriyo na ito, ang potensyal na pagkakaiba ay wala na sa pagitan ng terminal at ng plato, at bilang resulta ay wala nang electric field, at humihinto ang paggalaw ng mga electron.

Ang kapasidad na ito ay palaging mas mababa kaysa sa minimum na kapasidad ng kapasitor na kasama sa baterya. Gayunpaman, kapag nakakonekta sa serye, ang posibilidad ng pagkasira ng mga capacitor ay nabawasan, dahil ang bawat kapasitor ay nagkakahalaga lamang ng isang bahagi ng potensyal na pagkakaiba ng pinagmulan ng boltahe.

Ang plato ay nagdadala na ngayon ng negatibong singil. Ang isang katulad na proseso ay nangyayari sa kabilang plato ng kapasitor habang ang mga electron ay lumilipat mula sa plato patungo sa kawad, na iniiwan ang plato na positibong sisingilin. Sa huling pagsasaayos na ito, ang potensyal na pagkakaiba sa mga capacitor plate ay pareho sa pagitan ng mga terminal ng baterya. Sabihin nating mayroon tayong 4 pF capacitor. Kung ang isang 9-volt na baterya ay konektado sa kapasitor na ito, ang isa sa mga konduktor ay nagtatapos sa isang netong singil na -36 pC at ang isa ay nagtatapos sa isang netong singil na 36 pC.

Kung ang lugar ng mga plato ng lahat ng mga capacitor na konektado sa serye ay pareho, kung gayon ang mga capacitor na ito ay maaaring katawanin bilang isang malaking kapasitor, sa pagitan ng mga plato kung saan mayroong isang stack ng mga dielectric plate ng lahat ng mga capacitor na bumubuo dito.

Tiyak na kapasidad

Ang mga capacitor ay nailalarawan din ng tiyak na kapasidad - ang ratio ng kapasidad sa dami (o masa) ng dielectric. Ang maximum na halaga ng tiyak na kapasidad ay nakamit sa pinakamababang kapal ng dielectric, gayunpaman, ang breakdown boltahe nito ay bumababa.

Ano ang kahulugan ng kapasidad sa isang kapasitor? Kapag ang isang kapasitor ay konektado sa isang mapagkukunan ng boltahe, ang mga carrier ng singil ay pumapasok sa mga capacitor plate. Ang bilang ng mga carrier ng singil sa isang kapasitor ay depende sa inilapat na boltahe. Kung doble ang boltahe, ang mga karagdagang carrier ng singil ay pumapasok sa kapasitor, kaya doble ang dami ng mga carrier ng singil sa kapasitor.

Kapasidad ng kapasitor

Samakatuwid, ang bilang ng mga carrier ng singil at samakatuwid ang singil sa kapasitor ay proporsyonal sa inilapat na boltahe. Ang proporsyonal ay nangangahulugan na ang ratio ng singil at inilapat na boltahe ay pare-pareho. Ang ratio ng singil at boltahe ay tinatawag na kapasidad ng kapasitor.

Na-rate na boltahe

Ang isa pa, walang gaanong mahalagang katangian ng mga capacitor ay ang rated boltahe - ang halaga ng boltahe na ipinahiwatig sa kapasitor, kung saan maaari itong gumana sa ilalim ng tinukoy na mga kondisyon sa panahon ng buhay ng serbisyo nito habang pinapanatili ang mga parameter sa loob ng mga katanggap-tanggap na limitasyon.

Ang rate ng boltahe ay depende sa disenyo ng kapasitor at ang mga katangian ng mga materyales na ginamit. Sa panahon ng operasyon, ang boltahe sa kapasitor ay hindi dapat lumampas sa nominal na boltahe. Para sa maraming uri ng mga capacitor, bumababa ang pinapayagang boltahe sa pagtaas ng temperatura.

Ang kapasidad ay ang laki ng bahagi. Kaya, ito ay nakasalalay lamang sa pisikal mga variable ng kapasitor, at hindi mula sa kasalukuyang boltahe. Ang equation na ito ay madalas na kinakailangan sa electrical engineering. Samakatuwid, dapat mong tandaan ang mga ito nang pinakamahusay. Ang formula na ito ay napakahusay na naaalala ng baka ng baka.

Matapos nating makita sa huling yugto kung ano ang kapasidad ng isang kapasitor, ang artikulong ito ay tungkol sa pagkalkula ng kapasidad ng isang kapasitor. Tulad ng nabanggit sa huling artikulo, ang kapasidad ng isang kapasitor ay ang laki ng bahagi. Iyon ay, ang kapasidad ng kapasitor ay mula lamang sa kapasitor mismo, at hindi mula sa inilapat na boltahe o katulad nito. umaasa.

Polarity

Nawasak ang mga capacitor nang walang pagsabog dahil sa temperatura at boltahe na hindi angkop para sa pagtatrabaho.

Maraming oxide dielectric (electrolytic) capacitors ang gumagana lamang sa tamang boltahe polarity dahil sa kemikal na katangian ng pakikipag-ugnayan ng electrolyte sa dielectric. Sa isang reverse boltahe polarity, ang mga electrolytic capacitor ay kadalasang nabigo dahil sa kemikal na pagkasira ng dielectric, na sinusundan ng pagtaas ng kasalukuyang, pagkulo ng electrolyte sa loob at, bilang isang resulta, na may posibilidad ng isang pagsabog ng kaso.

Ang isang kapasitor ay kilala na binubuo ng dalawang mga plato, kahit na sa pagsasagawa ang mga plato na ito ay sa halip ay pinagsama na mga pelikula. Ang mga plato ay magkahiwalay. Kaya huwag malito. Sa kaso ng mga rolled capacitor films, naglalaman din ito ng insulating film sa pagitan ng conductive films, na mayroon ding iba pang positibong katangian, gaya ng makikita natin sa lalong madaling panahon.

Sa wakas, maraming charge carrier ang kasya sa mga plate na ito. Ang distansya sa pagitan ng mga plato ay vice versa. Ang isang mahabang distansya ay nagiging sanhi ng isang maliit na kapasidad, ang isang maliit na distansya ay tumutugma sa isang malaking kapasidad. Bilang karagdagan, mayroong isang pare-parehong electric field na pare-pareho ε0.

Ang mga pagsabog ng mga electrolytic capacitor ay isang medyo pangkaraniwang kababalaghan. Ang pangunahing sanhi ng mga pagsabog ay ang sobrang pag-init ng kapasitor, na sanhi sa karamihan ng mga kaso ng pagtagas o pagtaas ng katumbas na paglaban ng serye dahil sa pagtanda (may kaugnayan para sa mga pulsed device). Upang mabawasan ang pinsala sa iba pang mga bahagi at personal na pinsala sa modernong mga capacitor na may malalaking kapasidad, ang isang balbula ay naka-install o isang bingaw ay ginawa sa katawan (madalas mong makikita ito sa hugis ng titik X, K o T sa dulo). Sa pagtaas ng panloob na presyon, ang balbula ay bubukas o ang pabahay ay bumagsak sa kahabaan ng bingaw, ang evaporated electrolyte ay lumabas sa anyo ng isang kinakaing unti-unti na gas, at ang presyon ay bumaba nang walang pagsabog at mga fragment.

Ang mga tunay na capacitor, bilang karagdagan sa kapasidad, ay mayroon ding sariling pagtutol at inductance. Sa isang mataas na antas ng katumpakan, ang katumbas na circuit ng isang tunay na kapasitor ay maaaring kinakatawan bilang mga sumusunod:

capacitor insulation electrical resistance - r

Ang paglaban sa pagkakabukod ay ang paglaban ng isang kapasitor direktang kasalukuyang, tinutukoy ng ratio r = U / I ut, saan U ay ang boltahe na inilapat sa kapasitor, I ut- kasalukuyang pagtagas.

Haba at distansya Mass Sukat ng dami ng maramihang produkto at pagkain Lugar Dami at yunit ng pagsukat sa mga recipe Temperature Pressure, mechanical stress, Young's modulus Enerhiya at trabaho Power Force Time Linear velocity Flat angle Thermal efficiency at fuel efficiency Mga Numero Mga yunit ng pagsukat ng dami ng impormasyon Mga exchange rate Mga sukat ng damit at sapatos ng babae Mga sukat ng damit at sapatos ng lalaki Angular na bilis at pag-ikot frequency Acceleration Angular acceleration Density Specific volume Moment of inertia Moment of force Torque Specific calorific value (by mass) Energy density at specific calorific value ng fuel (by volume) Temperatura difference Coefficient of thermal expansion Thermal resistance Thermal conductivity Specific heat capacity Pagkakalantad sa enerhiya, thermal radiation power Heat flux density Heat transfer koepisyent Dami ng daloy Rate ng daloy ng masa Rate ng daloy ng molar Densidad ng daloy ng masa Konsentrasyon ng molar Mass concentration sa solusyon Dynamic (absolute) lagkit Kinematic viscosity Surface tension Pagkamatagusin ng singaw ng tubig Permeability, Vapor Transfer Velocity Sound Level Microphone Sensitivity Sound Pressure Level (SPL) Brightness Luminous Intensity Illumination Resolution sa Computer Graphics Frequency at Wavelength Diopter Power at Focal Length Diopter Power at Lens Magnification (×) Electric Charge Linear Charge Density Surface Area charge density Bulk charge density Arus ng kuryente Linear current density Surface current density Lakas ng electric field Electrostatic potensyal at boltahe Elektrisidad na paglaban Electrical resistivity Electrical conductivity Electrical capacitance Inductance American wire gauge Mga Antas sa dBm (dBm o dBmW), dBV (dBV), watts, atbp. mga yunit Magnetomotive force Lakas magnetic field Magnetic flux Magnetic induction Absorbed dose rate ng ionizing radiation Radioactivity. Radioactive decay Radiation. Dosis ng pagkakalantad Radiation. Absorbed dose Decimal prefixes Pagpapadala ng data Typography at pagpoproseso ng imahe Mga yunit ng dami ng kahoy Pagkalkula ng molar mass Pana-panahong sistema ng mga elemento ng kemikal ng D. I. Mendeleev

1 farad [F] = 1000000 microfarad [uF]

Paunang halaga

Na-convert na halaga

farad exafarad petafarad terafarad gigafarad megafarad kilofarad hectofarad decafarad decifarad centifarad millifarad microfarad nanofarad picofarad femtofarad attofarad coulomb per volt abfarad CGSM capacitance unit statfarad CGSE capacitance unit

Higit pa tungkol sa de-koryenteng kapasidad

Pangkalahatang Impormasyon

Ang kapasidad ng kuryente ay isang halaga na nagpapakilala sa kakayahan ng isang konduktor na makaipon ng isang singil, katumbas ng ratio ng singil ng kuryente sa potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng mga konduktor:

C = Q/∆φ

Dito Q- singil ng kuryente, sinusukat sa coulomb (C), - potensyal na pagkakaiba, sinusukat sa volts (V).

Sa sistema ng SI, ang kapasidad ng kuryente ay sinusukat sa farads (F). Ang yunit ng pagsukat na ito ay ipinangalan sa Ingles na physicist na si Michael Faraday.

Ang farad ay isang napakalaking kapasidad para sa isang insulated conductor. Kaya, ang isang metal na nag-iisang bola na may radius na 13 solar radii ay magkakaroon ng kapasidad na 1 farad. At ang kapasidad ng isang metal na bola na kasinlaki ng Earth ay mga 710 microfarads (uF).

Dahil ang 1 farad ay isang napakalaking kapasidad, ang mas maliliit na halaga ay ginagamit, tulad ng: microfarad (uF), katumbas ng isang milyon ng isang farad; nanofarad (nF), katumbas ng isang bilyon; picofarad (pF), katumbas ng isang trilyong farad.

Sa sistema ng CGSE, ang pangunahing yunit ng kapasidad ay ang sentimetro (cm). Ang 1 sentimetro ng kapasidad ay ang electric capacitance ng isang globo na may radius na 1 sentimetro na inilagay sa isang vacuum. Ang CGSE ay isang pinahabang sistema ng CGS para sa electrodynamics, iyon ay, isang sistema ng mga yunit kung saan ang sentimetro, gramo, at segundo ay kinukuha bilang mga batayang yunit para sa pagkalkula ng haba, masa, at oras, ayon sa pagkakabanggit. Sa pinalawig na CGS, kabilang ang CGSE, ang ilang mga pisikal na constant ay kinuha bilang pagkakaisa upang gawing simple ang mga formula at gawing mas madali ang mga kalkulasyon.

Paggamit ng kapasidad

Capacitors - mga aparato para sa pag-iimbak ng singil sa mga elektronikong kagamitan

Ang konsepto ng electric capacitance ay nalalapat hindi lamang sa konduktor, kundi pati na rin sa kapasitor. Ang kapasitor ay isang sistema ng dalawang konduktor na pinaghihiwalay ng dielectric o vacuum. Sa pinakasimpleng bersyon, ang disenyo ng kapasitor ay binubuo ng dalawang electrodes sa anyo ng mga plato (mga plato). Capacitor (mula sa Latin condensare - "to condense", "to thicken") - isang two-electrode device para sa pag-iipon ng singil at enerhiya ng isang electromagnetic field, sa pinakasimpleng kaso, ito ay binubuo ng dalawang conductor na pinaghihiwalay ng ilang uri ng insulator. Halimbawa, kung minsan ang mga radio amateurs, sa kawalan ng mga natapos na bahagi, ay gumagawa ng mga tuning capacitor para sa kanilang mga circuit mula sa mga piraso ng wire na may iba't ibang diameters, insulated na may varnish coating, habang ang isang thinner wire ay nasugatan sa isang mas makapal. Sa pamamagitan ng pagsasaayos ng bilang ng mga pagliko, pinino-pino ng mga radio amateur ang mga circuit ng kagamitan sa nais na dalas. Mga halimbawa ng mga larawan ng mga capacitor sa mga de-koryenteng diagram ipinapakita sa figure.

Sanggunian sa kasaysayan

Kahit na 250 taon na ang nakalilipas, ang mga prinsipyo ng paglikha ng mga capacitor ay kilala. Kaya, noong 1745 sa Leiden, nilikha ng German physicist na si Ewald Jürgen von Kleist at ang Dutch physicist na si Pieter van Muschenbrook ang unang capacitor - ang "Leiden jar" - ang mga dingding ng glass jar ay ang dielectric dito, at ang tubig sa sisidlan. at ang palad ng eksperimento na may hawak na sisidlan ay nagsisilbing mga plato. Ang ganitong "bangko" ay naging posible na makaipon ng singil ng pagkakasunud-sunod ng isang microcoulomb (μC). Matapos itong maimbento, madalas itong pinag-eeksperimento at ipinakita sa publiko. Upang gawin ito, ang garapon ay unang sinisingil ng static na kuryente sa pamamagitan ng pagkuskos nito. Pagkatapos nito, hinawakan ng isa sa mga kalahok ang garapon gamit ang kanyang kamay, at nakatanggap ng isang maliit na electric shock. Nabatid na 700 Parisian monghe, na magkahawak-kamay, ang nagsagawa ng eksperimento sa Leiden. Sa sandaling hinawakan ng unang monghe ang ulo ng banga, lahat ng 700 monghe, nabawasan sa isang kombulsyon, ay sumigaw sa takot.

Ang "Leyden jar" ay dumating sa Russia salamat sa Russian Tsar Peter I, na nakilala si Mushenbrook habang naglalakbay sa Europa, at natutunan ang higit pa tungkol sa mga eksperimento sa " banga ng Leyden". Itinatag ni Peter I ang Academy of Sciences sa Russia, at nag-order ng iba't ibang instrumento para sa Academy of Sciences mula sa Mushenbruk.

Sa hinaharap, ang mga capacitor ay bumuti at naging mas maliit, at ang kanilang kapasidad - higit pa. Ang mga capacitor ay malawakang ginagamit sa electronics. Halimbawa, ang isang capacitor at isang inductor ay bumubuo ng isang oscillatory circuit na maaaring magamit upang ibagay ang isang receiver sa nais na frequency.

Mayroong ilang mga uri ng mga capacitor, na naiiba sa pare-pareho o variable na kapasidad at dielectric na materyal.

Mga halimbawa ng kapasitor

Ang industriya ay gumagawa ng isang malaking bilang ng mga uri ng mga capacitor para sa iba't ibang layunin, ngunit ang kanilang mga pangunahing katangian ay kapasidad at operating boltahe.

tipikal na halaga mga lalagyan Ang mga capacitor ay nag-iiba mula sa mga yunit ng picofarad hanggang sa daan-daang microfarad, maliban sa mga ionistor, na may bahagyang naiibang katangian ng pagbuo ng kapasidad - dahil sa double layer sa mga electrodes - sa mga ito ay katulad sila ng mga electrochemical na baterya. Ang mga supercapacitor na nakabatay sa Nanotube ay may napakahusay na ibabaw ng elektrod. Ang mga uri ng mga capacitor na ito ay may karaniwang mga halaga ng kapasidad na sampu-sampung farad, at sa ilang mga kaso maaari nilang palitan ang mga tradisyonal na electrochemical na baterya bilang kasalukuyang mga mapagkukunan.

Ang pangalawang pinakamahalagang parameter ng mga capacitor ay ang nito operating boltahe. Ang paglampas sa parameter na ito ay maaaring humantong sa pagkabigo ng kapasitor, samakatuwid, kapag nagtatayo ng mga tunay na circuit, kaugalian na gumamit ng mga capacitor na may dobleng halaga ng operating boltahe.

Upang madagdagan ang mga halaga ng kapasidad o operating boltahe, ang paraan ng pagsasama-sama ng mga capacitor sa mga baterya ay ginagamit. Kapag ang dalawang capacitor ng parehong uri ay konektado sa serye, ang operating boltahe ay doble, at ang kabuuang kapasidad ay nahahati. Sa parallel na koneksyon dalawang capacitor ng parehong uri, ang operating boltahe ay nananatiling pareho, at ang kabuuang kapasidad ay doble.

Ang ikatlong pinakamahalagang parameter ng mga capacitor ay koepisyent ng temperatura ng pagbabago ng kapasidad (TKE). Nagbibigay ito ng ideya ng pagbabago sa kapasidad sa ilalim ng mga kondisyon ng mga pagbabago sa temperatura.

Depende sa layunin ng paggamit, ang mga capacitor ay nahahati sa mga capacitor Pangkalahatang layunin, ang mga kinakailangan para sa mga parameter na kung saan ay hindi kritikal, at para sa mga espesyal na layunin na capacitor (mataas na boltahe, katumpakan at may iba't ibang TKE).

Pagmamarka ng kapasitor

Tulad ng mga resistors, depende sa mga sukat ng produkto, ang isang buong pagmamarka ay maaaring gamitin na nagpapahiwatig ng nominal na kapasidad, derating na klase at operating boltahe. Para sa maliit na laki ng mga capacitor, gamitin pagmamarka ng code ng tatlo o apat na digit, halo-halong alphanumeric na pagmamarka at kulay na pagmamarka.

Ang kaukulang mga talahanayan para sa muling pagkalkula ng mga marka sa pamamagitan ng halaga ng mukha, operating boltahe at TKE ay matatagpuan sa Internet, ngunit ang pinaka-epektibo at praktikal na pamamaraan para sa pagsuri sa halaga ng mukha at kakayahang magamit ng isang tunay na elemento ng circuit ay nananatiling direktang sukatin ang mga parameter ng isang soldered capacitor gamit ang multimeter.

Babala: dahil ang mga capacitor ay maaaring mag-imbak ng isang malaking singil sa napaka mataas na boltahe, upang maiwasan ang pinsala electric shock Bago sukatin ang mga parameter ng kapasitor, kinakailangan na i-discharge ito sa pamamagitan ng pag-short ng mga terminal nito sa isang wire na may mataas na pagtutol ng panlabas na pagkakabukod. Ang mga karaniwang wire ng aparato sa pagsukat ay pinakaangkop para dito.

Mga Oxide Capacitor: Ang ganitong uri ng kapasitor ay may malaking tiyak na kapasidad, iyon ay, ang kapasidad bawat yunit ng timbang ng kapasitor. Ang isang plato ng naturang mga capacitor ay karaniwang isang aluminum tape na pinahiran ng isang layer ng aluminum oxide. Ang pangalawang plato ay ang electrolyte. Dahil ang mga oxide capacitor ay may polarity, napakahalaga na isama ang naturang kapasitor sa circuit nang mahigpit alinsunod sa polarity ng boltahe.

Solid Capacitors: sa halip na isang tradisyonal na electrolyte, gumagamit sila ng isang organikong polimer na nagsasagawa ng kasalukuyang, o isang semiconductor, bilang isang lining.

Variable Capacitors: Ang kapasidad ay maaaring mabago nang mekanikal, sa pamamagitan ng boltahe ng kuryente o sa pamamagitan ng temperatura.

Mga Kapasitor ng Pelikula: Ang hanay ng kapasidad ng ganitong uri ng kapasitor ay humigit-kumulang 5pF hanggang 100uF.

Mayroong iba pang mga uri ng mga capacitor.

Ionistor

Sa mga araw na ito, ang mga ionistor ay nakakakuha ng katanyagan. Ang isang ionistor (supercapacitor) ay isang hybrid ng isang kapasitor at isang kemikal na kasalukuyang pinagmumulan, ang singil na kung saan ay naipon sa interface sa pagitan ng dalawang media - isang elektrod at isang electrolyte. Ang paglikha ng mga ionistor ay nagsimula noong 1957, nang ang isang capacitor na may double electric layer sa porous carbon electrodes ay na-patent. Ang double layer pati na rin ang porous na materyal ay nakatulong sa pagtaas ng capacitance ng naturang capacitor sa pamamagitan ng pagtaas ng surface area. Sa hinaharap, ang teknolohiyang ito ay dinagdagan at pinahusay. Ang mga ionistor ay pumasok sa merkado noong unang bahagi ng eytis ng huling siglo.

Sa pagdating ng mga ionistor, naging posible na gamitin ang mga ito sa mga de-koryenteng circuit bilang mga mapagkukunan ng boltahe. Ang mga supercapacitor na ito ay mayroon pangmatagalan buhay ng serbisyo, magaan ang timbang, mataas na rate ng pag-charge-discharge. Sa hinaharap, ang ganitong uri ng kapasitor ay maaaring palitan ang mga maginoo na baterya. Ang pangunahing disadvantages ng supercapacitors ay mas mababang tiyak na enerhiya (enerhiya bawat yunit ng timbang) kaysa sa mga electrochemical na baterya, mababang operating boltahe at makabuluhang self-discharge.

Ang mga ionistor ay ginagamit sa mga Formula 1 na kotse. Sa mga sistema ng pagbawi ng enerhiya, sa panahon ng pagpepreno, ang kuryente ay nabuo, na nakaimbak sa flywheel, mga baterya o mga ionistor para sa karagdagang paggamit.

Sa consumer electronics, ang mga ionistor ay ginagamit upang patatagin ang pangunahing supply ng kuryente at bilang backup na pinagmumulan ng kuryente para sa mga device gaya ng mga player, flashlight, automatic utility meter at iba pang device na pinapagana ng baterya na may iba't ibang load, na nagbibigay ng power sa tumaas na load.

Sa pampublikong sasakyan, ang paggamit ng mga ionistor ay lalong nangangako para sa mga trolleybus, dahil posible na ipatupad ang autonomous na pagtakbo at dagdagan ang kakayahang magamit; ang mga ionistor ay ginagamit din sa ilang mga bus at de-kuryenteng sasakyan.

Ang mga de-koryenteng sasakyan ay kasalukuyang ginagawa ng maraming kumpanya, halimbawa: General Motors, Nissan, Tesla Motors, Toronto Electric. Ang Unibersidad ng Toronto ay nakipagsosyo sa Toronto Electric upang bumuo ng isang all-Canadian A2B electric vehicle. Gumagamit ito ng mga ionistor kasama ang mga pinagmumulan ng kemikal na kapangyarihan, ang tinatawag na hybrid electrical energy storage. Ang mga makina ng kotse na ito ay pinapagana ng mga baterya na tumitimbang ng 380 kilo. Gayundin para sa recharging ay ginagamit ang mga solar panel na naka-install sa bubong ng electric vehicle.

Mga capacitive touch screen

Ang mga modernong device ay lalong gumagamit ng mga touch screen, na nagbibigay-daan sa iyong kontrolin ang mga device sa pamamagitan ng pagpindot sa mga panel ng indicator o screen. Ang mga touch screen ay iba't ibang uri: resistive, capacitive at iba pa. Maaari silang tumugon sa isa o higit pang sabay-sabay na pagpindot. Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng mga capacitive screen ay batay sa katotohanan na ang isang malaking kapasidad na bagay ay nagsasagawa alternating current. Sa kasong ito, ang bagay na ito ay ang katawan ng tao.

Surface capacitive screen

Kaya, ang surface capacitive touch screen ay isang glass panel na pinahiran ng transparent na resistive material. Bilang isang resistive na materyal, isang haluang metal ng indium oxide at tin oxide, na may mataas na transparency at mababang surface resistance, ay karaniwang ginagamit. Mga electrodes na nagbibigay ng conductive layer na may maliit AC boltahe, na matatagpuan sa mga sulok ng screen. Kapag hinawakan ang naturang screen gamit ang isang daliri, lumilitaw ang isang kasalukuyang pagtagas, na nakarehistro sa apat na sulok ng mga sensor at ipinadala sa controller, na tumutukoy sa mga coordinate ng touch point.

Ang bentahe ng naturang mga screen ay tibay (mga 6.5 taon ng mga pag-click na may pagitan ng isang segundo, o humigit-kumulang 200 milyong mga pag-click). Mayroon silang mataas na transparency (mga 90%). Salamat sa mga pakinabang na ito, aktibong pinapalitan ng mga capacitive screen ang mga resistive screen mula noong 2009.

Ang kawalan ng capacitive screen ay hindi sila gumaganap nang maayos kapag negatibong temperatura, may mga kahirapan sa paggamit ng mga naturang screen na may mga guwantes. Kung ang conductive coating ay matatagpuan sa panlabas na ibabaw, kung gayon ang screen ay medyo mahina, kaya ang mga capacitive screen ay ginagamit lamang sa mga device na protektado mula sa panahon.

Mga inaasahang capacitive screen

Bilang karagdagan sa mga surface capacitive screen, may mga inaasahang capacitive screen. Ang kanilang pagkakaiba ay nakasalalay sa katotohanan na sa loob ang screen ay natatakpan ng isang grid ng mga electrodes. Ang elektrod na hinipo kasama ng katawan ng tao ay bumubuo ng isang kapasitor. Salamat sa grid, maaari mong makuha ang eksaktong mga coordinate ng pagpindot. Tumutugon ang projection-capacitive screen sa pagpindot sa manipis na guwantes.

Ang mga inaasahang capacitive screen ay mayroon ding mataas na transparency (mga 90%). Ang mga ito ay matibay at sapat na malakas, kaya malawak itong ginagamit hindi lamang sa mga personal na electronics, kundi pati na rin sa mga vending machine, kabilang ang mga naka-install sa kalye.

Nahihirapan ka bang isalin ang mga yunit ng pagsukat mula sa isang wika patungo sa isa pa? Ang mga kasamahan ay handang tumulong sa iyo. Mag-post ng tanong sa TCTerms at sa loob ng ilang minuto makakatanggap ka ng sagot.