Kiszámítása a kapacitás

A kondenzátor kapacitása C van a képesség, hogy elfogadja (felhalmozódnak, és megtartja) a villamos energia mennyisége Q amper-másodperc, vagy a Q töltésű coulombban. Ha jelentés bármely szerv, például golyós, elektromos töltés (villamos mennyiség) Q, a elektroszkóp közé csatlakoztatva ez a test és a talaj, show feszültség U (ábra. 1). Ez a feszültség arányos a töltés és attól is függ, az alakja és méretei a test.

A kapcsolat a Q töltésű, és U feszültség adja Q = C # 8729; U.

Az arányossági hívják meg a C, a test. Ha a test egy gömb alakú, a test kapacitív arányos az R sugár a labdát.

Kapacitásmérő egység Farad (F).

Az 1 tartálynak van egy test F, ha a töltés 1, hogy menetei között és föld feszültség 1 V-Farad - egy nagyon nagy mérőegység, és így a gyakorlatban, használja a kisebb egységek: microfarad (UF), nF (NF), és a pF (pF) .

Ezek az egységek kapcsolódnak az alábbi összefüggések: F 1 = 10 ^ 6 uF; 1 F = 10 ^ 6 pF; 1 nF ^ 3 = 10 pF.

A kapacitás a labda 1 cm sugarú 1,1 pF.

A halmozódó ellenében lehet izolált nemcsak a test, hanem egy speciális eszköz úgynevezett kondenzátor. A kondenzátor két vagy több lemez (elektródák) elválasztott dielektromos (szigetelés).

Ábra. A 2. ábra egy diagram egy áramgenerátor szerepel a kondenzátor. Amikor aktiválódik, a megfelelő lemez a kondenzátor által alkotott pozitív töltés + Q, míg a bal oldali lemez negatív töltés -Q. Közben kondenzátor töltési áram folyik át az áramkör, amely megszűnik vége után a töltés; akkor a kondenzátor feszültsége megegyezik e. d. a. forrás U. A töltést az kondenzátor lemezeket, a feszültség és a kapacitás kapcsolódik Q = C # 8729; U. A dielektrikum kondenzátor így kialakított elektrosztatikus mező.

A kondenzátor és a dielektromos levegő lehet a következő képlettel számítjuk C = S / (4 # 8729; π # 8729; d) # 8729; 1,11 pF, ahol S - területe egy elektród cm2; d - a az elektródok közötti távolság cm-ben; C - kapacitás, pF.

A kapacitás áll N lemezek (. 3. ábra) egyenlő: C = (n-1) # 8729; S / (4 # 8729; π # 8729; d) # 8729; 1,11 pF.

Ha a lemez közötti rést töltik más dielektromos - mint például a papír, a kapacitás növekszik # 949; időben. Az alkalmazás a papír szigeteléssel kapacitás növekedése 3-szor, és csillám szigetelő - 5-8-szor, az üveg - 7-szer, és így tovább méret .. # 949; Ez az úgynevezett permittivitását dielektromos.

Az általános képlet meghatározására kondenzátor kapacitása dielektromos állandója # 949; (Epsilon) a következő alakú: C = # 949; # 8729; S / (4 # 8729; π # 8729; d) # 8729, 1,11 pF.

Ez a képlet kényelmes számítások kis változó kondenzátorok a rádiók. Ez a képlet úgy reprezentálható, mint: C = (# 949; _0 # 8729, # 949, # 8729; S) / d, ahol a # 949; _0 - dielektromos állandó, vagy dielektromos permittivitás, vákuum (# 949; _0 = 8859 # 8729; 10 ^ (- 12) F / m); # 949; - a permittivitását dielektromos.

Ebben a képletben a szubsztituált méretek méterben, és a kapacitás a farads kapunk.

1. Mi az a kapacitás a Földön, amelynek sugara r = 6378 km?

Mivel a kapacitás a labdát 1 cm sugarú 1.11 pF, a föld kapacitás van: C = 637,8 # 8729; 10 6 # 8729; 1,11 = 707,95 # 8729; 10 * 6 = 708 pF uF. (A kapacitás a világon, egyenlő a legnagyobb bolygó, viszonylag kicsi. Ez a kapacitás kis méretű elektrolit kondenzátorok).

2. Határozza meg a kondenzátor kapacitása, amely két lapot, amelyek mindegyike az S = 120 cm2 területen.

A lemezeket szétválasztjuk a légréteg vastagsága d = 0,5 cm, C = S / (4 # 8729; π # 8729; d) # 8729; 1,11 = (120 # 8729; 1,11) / (4 # 8729; π # 8729; 0,5) = 21,20 pF.

3. Határozza meg a kondenzátor kapacitása a feltüntetett adatok az előző példában, ha a lemez közötti rést, tele van egy viaszos papír dielektromos # 949 = 4, üveg (# 949; = 7), az elektromos karton (# 949; = 2), csillám (# 949 = 8).

Kondenzátor viaszpapírral van egy C kapacitás = # 949; # 8729; (S # 8729; 1,11) / (4 # 8729; π # 8729; d) = 4 # 8729; 21,2 = 84,8 pF.

kapacitív üveg # 7 C = 8729; 21,2 = 148,4 pF.

A kondenzátor karton C = 2 # 8729; 21,2 = 42,3 pF.

kapacitív csillámmal C = 8 # 8729; 21,2 = 169,6 pF.

4. Mi az a kapacitás, a levegő forgókondenzátor rádió, amely lemezek 20 20 cm2, ha a távolság a lemezek között a 0,06 cm-es (ábra. 149)?

A kondenzátor ábrán látható. 3, ez áll az egyes elemi kondenzátor két elektróda, amelynek száma megegyezik az n-1.

5. Paper C kondenzátor = 2 uF két fólia csík C és két dielektromos csík viaszos papír P permittivitás # 949; = 6. Viaszos papír vastagsága d = 0,1 mm. A hajtogatott csík hengerelt fólia-elektródák következtetéseket. Határozza meg a hosszúságú fólia-kondenzátor sávot, ha a szélessége 4 cm (ábra. 4).

A hossza minden sáv L = 37680/4 = 9420 cm = 94,2 m.