Электрическая емкость. Фарад. Farad. Единицы измерения. Доли, микрофарады, нанофарады, пикофарады. Соотношения. Формулы

Понятие электрической емкости. Единицы измерения. Конденсаторы. (10+)

Электрическая емкость. Понятие. Единицы измерения

 1  2 

Оглавление :: ПоискТехника безопасности :: Помощь

Материал является пояснением и дополнением к статье:
Единицы измерения физических величин в радиоэлектронике
Единицы измерения и соотношения физических величин, применяемых в радиотехника.

Если от одного тела отводить заряженные определенным образом частицы (например, электроны) к другому, то вследствие избытка заряженных частиц между двумя телами возникнет разность потенциалов, то есть электрическое напряжение. Емкость между двумя телами показывает нам, сколько заряженных частиц нужно перенести от одного тела к другому, чтобы получить заданное напряжение.

Вашему вниманию подборка материалов:

Практика проектирования электронных схем Искусство разработки устройств. Элементная база. Типовые схемы. Примеры готовых устройств. Подробные описания. Онлайн расчет. Возможность задать вопрос авторам

Понятие емкости

Если между двумя телами емкость составляет один Фарад (Ф), Farad (F), это значит, что при переносе заряда в один Кулон напряжение изменится на один Вольт

[Изменение напряжения, В] = [Перенесенный заряд, К] / [Емкость, Ф]

Помня, что перенесенный заряд равен силе тока, помноженной на время его протекания, запишем формулу в более привычном виде:

[Изменение напряжения, В] = [Сила тока, А] * [Время, с] / [Емкость, Ф]

Конденсатор, прибор с нормированной емкостью

Электронный прибор, который специально предназначен для изменения напряжения пропорционально накопленному заряду, называется конденсатором. Практически любые тела в природе образуют между собой конденсатор, но электронным прибором он становится тогда, когда у него строго определенная емкость, что позволяет применять его в радиоэлектронных схемах.

Таким образом, ток в один Ампер, заряжает конденсатор емкостью один Фарад на один Вольт за одну секунду.

Напряжение на конденсаторе не может измениться мгновенно, так как в природе не бывает бесконечной силы тока. Если выводы заряженного конденсатора замкнуть, то сила тока должна быть бесконечной. На самом деле конденсатор и его выводы имеют некоторое внутреннее сопротивление, так что сила тока будет конечной, но может быть очень большой. Аналогично, если разряженный конденсатор подключить к источнику напряжения. Ток будет стремиться к бесконечности и будет ограничен внутренним сопротивлением конденсатора и источника напряжения.

Многие ошибки в переключательных и импульсных схемах связаны с тем, что разработчики забывают учесть тот факт, что напряжение на конденсаторе не может меняться мгновенно. Быстро открывающийся транзистор, подключенный напрямую к заряженному конденсатору, может просто сгореть или очень сильно нагреваться.

Емкость пластин и генератор Ван де Граафа

Конденсаторы обычно представляют собой две пластины, между которыми проложен слой диэлектрика.

[Емкость между двумя пластинами, Ф] = [Диэлектрическая проницаемость вакуума, Ф/м] * [Диэлектрическая проницаемость диэлектрика между пластинами] * [Площадь пластин, кв. м] / [Расстояние между пластинами, м]

[Диэлектрическая проницаемость вакуума, Ф/м] приблизительно равна 8.854E-12, [Расстояние между пластинами, м] много меньше линейных размеров пластин.

Рассмотрим такой интересный случай. Пусть у нас есть две пластины с определенной разностью потенциалов. Начнем их физически разносить в пространстве. Мы тратим энергию, так как пластины притягиваются друг к другу. Напряжение между пластинами будет расти, так как заряд остается прежним, а емкость убывает.

На этом принципе основана работа генератора Ван де Граафа. Там на ленте транспортера установлены металлические пластины или крупицы вещества, способного переносить заряд. Когда эти крупицы приближаются к заземленной пластине, между ними и землей прилагается некоторое, довольно высокое напряжение (1000 и более Вольт). Они заряжаются. Дальше транспортер увозит их от заземленной пластины. Емкость между ними и землей падает в тысячи или десятки тысяч раз, напряжение, соответственно, растет в то же количество раз. Далее эти крупицы контактируют с телом, на котором накапливается заряд, и отдают ему часть своего заряда. Так можно получить 10 или даже 100 миллионов Вольт.

Единицы измерения, кратные Фараду (Farad)

Один Фарад - очень большая емкость. Сейчас появились специальные наноконденсаторы, в которых очень тонкие пластины, проложенные очень тонким, но электрически прочным изолятором намотаны в огромные бобины. Такие конденсаторы могут иметь емкость даже в десятки Фарад. Но электроника оперирует обычно с гораздо меньшими емкостями.

микрофарадмкФmcF1E-6 Ф0.000001 Ф
нанофараднФnF1E-9 Ф0.001 мкФ
пикофарадпФpF1E-12 Ф0.001 нФ

(читать дальше...) :: (в начало статьи)

 1  2 

Оглавление :: ПоискТехника безопасности :: Помощь

 

К сожалению в статьях периодически встречаются ошибки, они исправляются, статьи дополняются, развиваются, готовятся новые. Подпишитесь, на новости, чтобы быть в курсе.

Если что-то непонятно, обязательно спросите!
Задать вопрос. Обсуждение статьи. [3] сообщений.

На сколько фарад нужен конденсатор для поддержания электроэнергии в 2 киловатта на 10 часов Читать ответ...

Еще статьи

Усилитель звука класса D (Д) большой мощности. Звуковой. УМЗЧ. УНЧ. Сх...
УМЗЧ большой мощности класса D. Ключевой режим....

Бестрансформаторные источники питания, преобразователи напряжения без ...
Обзор схем бестрансформаторных источников питания...

Практика проектирования электронных схем. Самоучитель электроники....
Искусство разработки устройств. Элементная база радиоэлектроники. Типовые схемы....

устройство для резервного, аварийного, запасного питания котла, циркул...
У меня установлен газовый отопительный турбо котел, требующий электропитания. Кр...

Колебательный контур. Схема. Расчет. Применение. Резонанс. Резонансная...
Расчет и применение колебательных контуров. Явление резонанса. Последовательные ...

Прямоходовый однотактный импульсный преобразователь напряжения, источн...
Как сконструировать прямоходовый импульсный преобразователь. В каких ситуациях о...

Конструирование (проектирование и расчет) источников питания и преобра...
Разработка источников питания и преобразователей напряжения. Типовые схемы. Прим...

Термодатчик, датчик температуры, LM135, LM235, LM335, LM335Z, LM335AZ,...
Термодатчики LM135 - LM335. Данные, применение, цоколевка....