Kapazitätseinheiten, Formeln, Berechnung, Beispiele

Der Kapazität Es ist die Beziehung zwischen der Last eines Kondensators oder Trainers, gemessen in Coulomb, und seinem elektrischen Potential oder seiner Spannung, gemessen in Volts. Es wird in Faradio (f) Einheiten zu Ehren von Michael Faraday (1791-1867) ausgedrückt.

Die Kapazität wird auch als Eigenschaft oder Kapazität eines Kondensators oder der Satz elektrischer Kondensatoren definiert, die an der Menge der elektrischen Ladung gemessen werden.

Die Lampen sowie jedes andere elektrische Gerät müssen einen Teil ihres Betriebs zur Kapazität haben. Quelle: Pixabay.

Der Begriff Kapazität wird als Ergebnis der Schaffung eines elektrischen Geräts namens Kondensator eingeführt, das 1745 vom preußischen Wissenschaftler Ewald Georg von Kleier erfunden wurde, und unabhängig vom niederländischen Physiker Van Mussschenbroekek.

Kondensatoren sind elektrische Geräte, die elektrische Ladung speichern und sofort herunterladen. Diese Eigenschaft wurde in zahlreichen elektrischen Geräten wie Fernsehen, Radio, Lampen und Computer im Alltag verwendet.

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Kondensator und Kapazität

Ein Kondensator oder Kondensator besteht aus zwei Treibern, die gleiche Lasten haben und auf andere Weise. Die Fahrer werden Rüstungsrüstung oder Kondensatorplatten genannt.

Eine Plaque ist mit dem positiven (+) Terminal einer Batterie verbunden, während die andere Platte mit dem negativen (-) verbunden ist. Da die Platten gleiche Belastungen und das entgegengesetzte Vorzeichen haben, ist die Nettobelastung eines Kondensators Null (0).

Kapazität ist die Beziehung zwischen der Last eines Treibers oder Leitern, die einen Kondensator bilden, und dem Wert der Spannungsdifferenz zwischen den Kondensatorplatten.

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Einheiten und Formeln

Die Kapazitätsformel lautet wie folgt:

C = q / v

Wobei C Kapazität ist, Q die Last (deren Gerät die Coulomb ist) und v  Die Spannung (Volt)

Die Kapazitätseinheit ist die Faradio (F), die Coulomb / Voltio entspricht. Das Faradio ist eine sehr große Einheit, daher wird das MicroPhradium (µF) verwendet, entspricht 10^-6 Farad; oder der Faradio Peak (PF), der 10 entspricht 10^-12 Farad.

Wie wird die Kapazität berechnet??

Was wird der Kapazitätswert eines Kondensators sein, dessen Platten eine Last von 5 · 10 haben?^-3 Coulomb und eine 6 -Volt -Spannungsdifferenz?

Anwenden der von uns gelösten Formel:

C = q / v

= (5 · 10^-3 Coulomb) / (6 Volt)

= 8,33 · 10^-4  Farad

Beispiele

Die Kapazitätsformel variiert je nach Art des Kondensators.

Parallelplatten Kondensator

C = kε_entwederAnzeige

K ist die Dielektrizitätskonstante, die einen Wert von 1 in der Luft und in der Leere hat. Aus diesem Grund wird die Formel auf:

C = ε_entwederAnzeige

ε_entweder Es ist die Dielektrizitätskonstante, deren Wert nahezu 8.854 · 10 liegt^-12 F · m^-1, A ist der Bereich oder die Oberfläche der in m ausgedrückten parallelen Platten², während D Die Entfernung, die die parallelen Platten trennt.

Sphärischer Kondensator

C = 4πε_entwederR

Wo R der Radius der Kugel in Metern ist.

Konzentrische Kugeln

C = 4πε_entweder / (1/ r₁ - 1/r₂)

Konzentrischer Zylinderkondensator

C = 2πε_entwederl/ln (r₂ / R₁)

Wo l ist die Länge der konzentrischen Zylinder in Metern.

Gelöste Übungen

Parallele Flatplattenkondensator

Was ist die Kapazität eines Kondensators oder Kondensators in der Luft mit einem Bereich seiner 3 cm -Platten² und durch einen Abstand von 2 mm getrennt?

Kann Ihnen dienen: 12 Beispiele für chemische Basen

Wir haben die Formel:

C = ε_entwederAnzeige

Und die Daten:

ε_entweder = 8.854 x 10^-12 F · m^-1

A = 3 cm² (3 · 10^-4 M²)

D = 2 mm (2 · 10^-3 M)

Ersetzen Sie:

C = (8.854 · 10)^-12 F · m^-1) (3 · 10^-4 M²) / (2 · 10^-3 M)

= 1,3281 · 10^-14 F

Kondensator oder kugelförmige Kondensator

Wenn die Erde als kugelförmige Kondensator mit einem Radius (R) von 6 angesehen wird.370 km: Was wird der Wert Ihrer Kapazität sein?

Daten:

C = 4πε_entwederR

Π = 3,1416

ε_entweder = 8.854 · 10^-12 F.M^-1

R = 6.370 km (6,37 · 10)⁶ M)

Die Werte in der Kapazitätsformel werden erneut ersetzt:

C = (4 · 3.1416) (8.854 · 10)^-12 F · m^-1) (6.37 · 10⁶ M)

= 7,09 · 10^-8 F

= 709 µf

Kombination von Kondensatoren

Kondensatoren oder Kondensatoren können in Reihe oder parallel kombiniert werden.

Serienkondensatoren

Serienkondensatoren. Gabriel Bolívar Quelle über Circuitlab

Das obere Bild zeigt drei Serienkondensatoren (C. C₁, C₂ und C₃) sowie eine Batterie mit seinen positiven (+) und negativen (-) Anschlüssen. Diese Kondensatoren haben eine Reihe von Eigenschaften in Bezug auf ihre Spannung, Last und Kapazität.

Spannungsabfall (ΔV) in Kondensatoren

ΔV_T = ΔV₁   +   ΔV₂   +    ΔV₃

Der Gesamtspannungsabfall in einem Satz serieller Kondensatoren entspricht der Summe der Spannungsfälle der Kondensatoren.

Last  von Kondensatoren

Q_T = Q₁ = Q₂ = Q₃

Die gleiche Menge an Last zirkuliert durch die Serie.

Kondensatoren Kapazität

Die äquivalente Kapazität von Serienkondensatoren stellt die folgende Beziehung dar:

1 c_Gl  = 1/c₁  +   1 c₂   +   1 c₃

Parallelkondensatoren

Parallelkondensatoren. Gabriel Bolívar Quelle über Circuitlab.

Up haben drei Kondensatoren parallel arrangiert (C₁, C₂ und C₃), die sich in Bezug auf den Spannungsabfall, die Last und Kapazität im folgenden Verhalten halten:

Kann Ihnen dienen: Alkene

Spannungsabfall bei Kondensatoren

ΔV_T  = ΔV₁  = ΔV₂  = ΔV₃

Parallele Kondensatoren sind der Gesamtspannungsabfall der Kondensatoren mit dem vorhandenen für jeden Kondensatoren der vorhanden.

Kondensatoren

Q_T  = Q₁  +  Q₂  +  Q₃

In einem parallelen System entspricht die Gesamtbelastung der Kondensatoren der Summe der Last aller Kondensatoren.

Kondensatoren Kapazität

C_Gl  = C₁  +  C₂   +  C₃

In einem parallelen System ist die äquivalente Kapazität gleich der Summe der Kapazitäten aller Kondensatoren.

Beispiel einer Übung

Beispiel für ein Problem und parallele Kondensatorenprobleme. Gabriel Bolívar Quelle über Circuitlab.

Ein Schema von drei Kondensatoren ist oben gezeigt: C₁ und C₂ Sie sind in Serie arrangiert und sind parallel zu c₃. Die Kapazität der Kondensatoren sind Folgendes: C₁ = 5 µf, c₂ = 6 µf und c₃ = 3 µf. Finden Sie die äquivalente Kapazität der Schaltung.

Erstens ist die äquivalente Kapazität von C₁ und C₂ Wer sind in Serie.

1 c_Gl1,2 = 1/c₁  +  1 c₂

1 c_Gl1,2 = 1/5 µf +1/6 µf

1 c_Gl1,2 = (11/30) µf

C_Gl1,2 = 30 µF / 11

= 2,72 µf

Kondensatoren 1 und 2 sind parallel zu c₃. Also die äquivalente Kapazität von C₁, C₂ und C₃ ist gleich c_Gl1,2 +  C₃.

C_{Gl. 1,2,3} = 2,72 µf +3 µf

= 5,72 µf

Verweise

1. Serway, r. ZU. und Jewett, J. W. (2009). Physik für Wissenschaft und Ingenieurwesen. Band 2. Siebte Ausgabe. Lernen von redaktionellem Cengage.
2. Reddick, R und Halliday, D. (1965). Physisch.  Teil 2. Zweite Ausgabe auf Spanisch. Kontinentaler Editorial s.ZU.
3. Lernen. (22. April 2015). Kapazität: Einheiten & Formel. Erholt von: Studium.com
4. Lumes Physik. (S.F.). Kondensatoren in Serie und parallel. Erholt von: Kurse.Lumenarning.com
5. Die Herausgeber von Enyclopaedia Britannica. (2020). Kapazität. Erholt von: Britannica.com