Calculul capacitatii

Capacitatea condensatorului C are capacitatea de a accepta (acumula și reține) cantitatea de energie electrică Q în amperi-secunde, sau Q încărcare în coulombi. Dacă raportul orice organism, cum ar fi o minge, sarcină electrică (cantitate electrică) Q, electroscopului conectat între acest corp și sol, arată tensiune U (Fig. 1). Această tensiune este proporțională cu taxa și, de asemenea, depinde de forma și dimensiunile corpului.

Relația dintre Q de încărcare și tensiunea U este dată de Q = C # 8729; U.

Constanta de proporționalitate se numește capacitatea C a organismului. În cazul în care corpul are o formă sferică, capacitatea corpului este proporțională cu raza r a balonului.

Unitatea de măsură este capacitanță Farad (F).

Recipientul 1 are un F corp atunci când se încarcă la 1 între spirele și tensiunea de pământ de 1 V. Farad - o unitate de măsură foarte mare și, prin urmare, în practică, utilizează unități mai mici: microfarazi (uF), nanofarads (nF) și picofarads (pF) .

Aceste unități sunt legate de următoarele relații: F 1 = 10 ^ 6 microfarazi; 1 F = 10 ^ 6 pF; 1 nF ^ 3 = 10 pF.

Capacitatea rotula raza de 1 cm este de 1,1 pF.

Acumulând taxa poate fi izolat, nu numai corpul, ci, de asemenea, un dispozitiv special numit un condensator. Un condensator este alcătuit din două sau mai multe plăci (electrozi) separate printr-un dielectric (izolație).

Fig. 2 prezintă o diagramă a unei surse de curent constant inclusă în condensator. Când este activat, placa dreapta a condensatorului format de sarcina pozitivă + Q, în timp ce placa de stânga sarcină negativă -Q. În timpul încărcării condensatorului fluxurilor de curent prin circuit, care se încheie după sfârșitul de încărcare; atunci tensiunea pe condensator este egal cu e. d. a. Sursa U. taxa pe plăcile condensatorului, tensiunea și capacitatea sunt legate de Q = C # 8729; U. În condensator dielectric este format, astfel, câmp electrostatic.

Condensatorul cu dielectric de aer poate fi calculată din formula C = S / (4 # 8729; π # 8729; d) # 8729; 1.11 pF, unde S - suprafața de un electrod în cm2; d - distanța dintre electrozi în cm; C - capacitate, pF.

Capacitatea este compusă din plăci n este egal cu (Figura 3.): C = (n-1) # 8729; S / (4 # 8729; π # 8729; d) # 8729; 1.11 pF.

În cazul în care spațiul dintre plăcile este umplut cu alte dielectric - cum ar fi hârtie, capacitate va crește # 949; timp. În aplicarea creșterii izolației hârtiei capacitate de 3 ori, și izolație mică - în 5-8 ori, cu sticla - 7 ori și așa mai departe dimensiune .. # 949; Acesta a numit permitivității.

Formula generală pentru determinarea capacitanța unui condensator cu o constantă dielectrică # 949; (Epsilon) are forma: C = # 949; # 8729; S / (4 # 8729; π # 8729; d) # 8729; 1.11 pF.

Această formulă este convenabil pentru calculele de condensatori mici variabile pentru aparate radio. Această formulă poate fi reprezentat ca: C = (# 949; _0 # 8729, # 949, # 8729; S) / d, unde # 949; _0 - dielectric constant, sau permitivitate dielectric, un vid (# 949; _0 = 8859 # 8729; 10 ^ (- 12) F / m); # 949; - permitivitatea dielectricului.

În această formulă sunt dimensiuni în metri și capacitate în farazi obținute substituit.

1. Care este capacitatea planetei Pământ, cu o rază r = 6378 km?

Deoarece capacitatea de minge de rază de 1 cm este 1.11 pF, capacitatea pământ este: C = 637,8 # 8729; 10 6 # 8729; 1,11 = 707.95 # 8729; 10 * 6 = 708 pF uF. (Capacitatea lumii, egală cu cea mai mare planeta, este relativ mică. O astfel de capacitate sunt condensatoare electrolitice de mici dimensiuni).

2. Se determină capacitatea condensatorului format din două plăci, fiecare având S = 120 cm2 suprafață.

Plăcile sunt separate de grosimea stratului de aer 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. Se determină capacitatea condensatorului cu datele indicate în exemplul anterior, în cazul în care spațiul dintre plăcile este umplut cu o permitivitate hârtie cerată # 949 = 4, sticlă (# 949; = 7), carton electric (# 949; = 2), mică (# 949 = 8).

Condensator cu hârtie cerată are o capacitate C = # 949; # 8729; (S # 8729; 1,11) / (4 # 8729; π # 8729; d) = 4 # 8729; 21,2 = 84,8 pF.

capacitanță cu sticla # 7 C = 8729; 21,2 = 148,4 pF.

Condensatorul cu carton C = 2 # 8729; 21,2 = 42,3 pF.

capacitanță cu mica C = 8 # 8729; 21,2 = 169,6 pF.

4. Care este capacitatea condensatorului rotativ de aer pentru radio, format din plăci 20 20 cm2, dacă distanța dintre plăcile de 0,06 cm (Fig. 149)?

Condensatorul prezentat în Fig. 3, se compune din condensator elementar individuale cu doi electrozi, al căror număr este egal cu n-1.

5. condensator de hârtie C = 2 microfarazi este format din două benzi de folie C și două benzi de hârtie cerată dielectrice P cu permitivitatea # 949; = 6. Cerat grosimea hârtiei d = 0,1 mm. Banda de pliat este laminată din concluzii folie de electrozi. Se determină lungimea benzii de folie de condensator dacă lățimea de 4 cm (Fig. 4).

Lungimea fiecărei benzi l = 37680/4 = 9420 cm = 94,2 m.