Unit kapasitans, formula, pengiraan, contoh

The Kapasitansi Ini adalah hubungan antara beban kapasitor atau jurulatih, diukur dalam coulomb, dan potensi elektrik atau voltannya, diukur dalam voltan. Ia dinyatakan di unit Faradio (F), sebagai penghormatan kepada Michael Faraday (1791-1867).

Kapasitansi juga ditakrifkan sebagai harta atau kapasiti pemeluwap atau set kapasitor elektrik, yang diukur dengan jumlah caj elektrik yang boleh disimpan, secara berasingan, per unit perubahan potensi elektrik.

Lampu, serta mana -mana peranti elektrik lain, mesti sebahagian daripada operasi mereka untuk kapasitans. Sumber: Pixabay.

Istilah kapasitans diperkenalkan sebagai hasil penciptaan peranti elektrik yang dipanggil kapasitor, yang dicipta oleh saintis Prusia Ewald Georg von Kleist, pada tahun 1745, dan tanpa mengira Pieter Van Musschenbroek Belanda.

Kapasitor adalah peranti elektrik yang menyimpan cas elektrik dan memuat turunnya dengan serta -merta. Harta ini telah digunakan dalam pelbagai peranti elektrik, seperti televisyen, radio, lampu, komputer, antara yang lain dalam kehidupan seharian.

[TOC]

Kapasitor dan kapasitans

Kapasitor atau kapasitor terdiri daripada dua pemandu yang mempunyai beban yang sama dan sebaliknya. Pemandu dipanggil perisai perisai atau plat pemeluwap.

Plak dikaitkan dengan terminal positif (+) satu bateri, manakala plat lain dikaitkan dengan negatif (-). Oleh kerana plat mempunyai beban yang sama dan tanda bertentangan, beban bersih kapasitor adalah sifar (0).

Kapasitansi adalah hubungan antara beban pemandu atau konduktor yang membentuk kapasitor dan nilai perbezaan voltan antara plat pemeluwap.

Boleh melayani anda: penyejuk rosario

Unit dan formula

Formula kapasitans adalah seperti berikut:

C = q / v

Di mana c adalah kapasitans, q beban (unitnya adalah coulomb) dan v  Voltan (volt)

Unit kapasitans adalah faradio (f), yang bersamaan dengan coulomb / voltio. Faradio adalah unit yang sangat besar, jadi microphradium (μF) digunakan, bersamaan dengan 10^-6 Farad; atau Faradio Peak (PF), yang bersamaan dengan 10^-12 Farad.

Bagaimana kapasitans dikira?

Apa yang akan menjadi nilai kapasitans kapasitor yang platnya mempunyai beban 5 · 10^-3 Coulomb, dan perbezaan voltan 6 volt?

Memohon formula yang kami selesaikan:

C = q / v

= (5 · 10^-3 Coulomb) / (6 volt)

= 8.33 · 10^-4  Farad

Contoh

Formula kapasitans berbeza bergantung kepada jenis kapasitor.

Kapasitor plat selari

C = kε_{Sama ada}A / d

k adalah pemalar dielektrik, yang mempunyai nilai 1 di udara dan kekosongan. Atas sebab ini formula dikurangkan kepada:

C = ε_{Sama ada}A / d

ε_{Sama ada} Ia adalah pemalar dielektrik, yang nilainya hampir 8,854 · 10^-12 F · m^-1, A adalah kawasan atau permukaan plat selari yang dinyatakan dalam m², manakala d Jarak yang memisahkan plat selari.

Kapasitor sfera

C = 4πε_{Sama ada}R

Di mana r adalah jejari sfera dalam meter.

Sfera sepusat

C = 4πε_{Sama ada} / (1/ r₁ - 1/r₂)

Kapasitor silinder sepusat

C = 2πε_{Sama ada}l/ln (r₂ / R₁)

Di mana L adalah panjang silinder sepusat dalam meter.

Latihan yang diselesaikan

Kapasitor plat rata selari

Apa yang akan menjadi kapasiti kapasitor atau kapasitor di udara dengan kawasan plat 3 cm² dan dipisahkan dengan jarak 2 mm?

Boleh melayani anda: 12 contoh pangkalan kimia

Kami mempunyai formula:

C = ε_{Sama ada}A/d

Dan data:

ε_{Sama ada} = 8,854 x 10^-12 F · m^-1

A = 3 cm² (3 · 10^-4 m²)

D = 2 mm (2 · 10^-3 m)

Teruskan untuk menggantikan:

C = (8,854 · 10^-12 F · m^-1) (3 · 10^-4 m²) / (2 · 10^-3 m)

= 1,3281 · 10^-14 F

Kapasitor atau kapasitor berbentuk sfera

Sekiranya bumi dianggap sebagai kapasitor sfera dengan radius (r) sebanyak 6.370 km: Apa yang akan menjadi nilai kapasitans anda?

Data:

C = 4πε_{Sama ada}R

Π = 3,1416

ε_{Sama ada} = 8,854 · 10^-12 F.m^-1

R = 6.370 km (6.37 · 10⁶ m)

Nilai dalam formula kapasitans diganti semula:

C = (4 · 3,1416) (8,854 · 10^-12 F · m^-1) (6.37 · 10⁶ m)

= 7.09 · 10^-8 F

= 709 μF

Gabungan kapasitor

Kapasitor atau kapasitor boleh digabungkan secara siri atau selari.

Kapasitor siri

Kapasitor siri. Gabriel Bolívar Sumber melalui CircuitLab

Imej atas menunjukkan tiga kapasitor siri (c₁, C₂ dan c₃), serta bateri dengan terminal positif (+) dan negatif (-). Kapasitor ini mempunyai siri ciri -ciri berhubung dengan voltan, beban dan kapasitans mereka.

Penurunan voltan (ΔV) dalam kapasitor

ΔV_t = ΔV₁   +   ΔV₂   +    ΔV₃

Jumlah penurunan voltan dalam satu set kapasitor bersiri adalah sama dengan jumlah voltan jatuh dari kapasitor.

Beban  kapasitor

Q_t = Q₁ = Q₂ = Q₃

Jumlah beban yang sama beredar melalui siri.

Kapasitor kapasitans

Kapasitansi yang setara dengan kapasitor bersiri membentangkan hubungan berikut:

1 c_Pers  = 1/c₁  +   1 c₂   +   1 c₃

Kapasitor selari

Kapasitor selari. Gabriel Bolívar Sumber melalui CircuitLab.

Up kami mempunyai tiga kapasitor yang diatur selari (c₁, C₂ dan c₃), yang berkaitan dengan kejatuhan voltan, beban dan kapasitansi tingkah laku berikut:

Boleh melayani anda: alkenes

Penurunan voltan dalam kapasitor

ΔV_t  = ΔV₁  = ΔV₂  = ΔV₃

Dalam kapasitor selari, jumlah penurunan voltan dalam kapasitor adalah sama dengan yang sedia ada untuk setiap kapasitor.

Kapasitor

Q_t  = Q₁  +  Q₂  +  Q₃

Dalam sistem selari, jumlah pemuatan kapasitor adalah sama dengan jumlah beban semua kapasitor.

Kapasitor kapasitans

C_Pers  = C₁  +  C₂   +  C₃

Dalam sistem selari, kapasitansi bersamaan mereka sama dengan jumlah kapasitans semua kapasitor.

Contoh senaman

Contoh masalah dan masalah kapasitor selari. Gabriel Bolívar Sumber melalui CircuitLab.

Skim tiga kapasitor ditunjukkan di atas: c₁ dan c₂ Mereka diatur dalam siri dan mereka selari dengan c₃. Kapasiti kapasitor adalah seperti berikut: c₁ = 5 μf, c₂ = 6 μf dan c₃ = 3 μF. Cari kapasitansi yang setara dengan litar.

Pertama ialah kapasitansi bersamaan c₁ dan c₂ yang dalam siri.

1 c_EQ1,2 = 1/c₁  +  1 c₂

1 c_EQ1,2 = 1/5 μf +1/6 μF

1 c_EQ1,2 = (11/30) μF

C_EQ1,2 = 30 μf / 11

= 2.72 μf

Kapasitor 1 dan 2 selari dengan c₃. Oleh itu, kapasitans bersamaan c₁, C₂ dan c₃ sama dengan c_EQ1,2 +  C₃.

C_EQ1,2,3 = 2.72 μf +3 μf

= 5.72 μF

Rujukan

1. Serway, r. Ke. dan Jewett, J. W. (2009). Fizik untuk Sains dan Kejuruteraan. Jilid 2. Edisi Ketujuh. Pembelajaran Cengage Editorial.
2. Reddick, R dan Halliday, D. (1965). Fizikal.  Bahagian 2. Edisi kedua dalam bahasa Sepanyol. Editorial Continental s.Ke.
3. Kajian. (22 April 2015). Kapasiti: Unit & Formula. Pulih dari: belajar.com
4. Lumes Fizik. (s.F.). Kapasitor dalam siri dan selari. Pulih dari: kursus.Lumenning.com
5. Editor enyclopaedia Britannica. (2020). Kapasitansi. Pulih dari: Britannica.com