Vsebina
- Kakšna je vrednost 1 Farada?
- Kalkulator mF do μF
- Kapacitivna reaktivnost: odpornost kondenzatorja
- Izračun kapacitivne reaktivnosti
Kondenzator je električna komponenta, ki shranjuje energijo v električnem polju. Napravo sestavljata dve kovinski plošči, ločeni z dielektrikom ali izolatorjem. Ko se na njegovih terminalih napaja enosmerna napetost, kondenzator potegne tok in nadaljuje polnjenje, dokler napetost na sponkah ni enaka napajalni napetosti. V izmeničnem tokokrogu, v katerem se nastavljena napetost nenehno spreminja, se kondenzator nenehno polni ali prazni s hitrostjo, ki je odvisna od napajalne frekvence.
Kondenzatorji se pogosto uporabljajo za filtriranje enosmerne komponente v signalu. Pri zelo nizkih frekvencah kondenzator deluje bolj kot odprto vezje, pri visokih frekvencah pa naprava deluje kot zaprti krog. Kondenzator napolni in izprazni tok, ki ga omeji notranja impedanca, oblika električnega upora. Ta notranja impedanca je znana kot kapacitivna reaktanta in se meri v ohmih.
Kakšna je vrednost 1 Farada?
Farad (F) je enota z električno zmogljivostjo SI in meri v komponentah zmožnost shranjevanja naboja. Kondenzator z enim faradom shrani en naboj polnjenja s potencialno razliko en volt na svojih terminalih. Kapaciteta se lahko izračuna iz formule
C = Q / V
kje C je kapacitivnost v faradih (F), V je polnjenje v kalomih (C) in V je potencialna razlika v voltih (V).
Kondenzator velikosti enega farada je precej velik, saj lahko shrani veliko naboja. Večina električnih tokokrogov ne potrebuje tako velikih zmogljivosti, zato je večina prodanih kondenzatorjev veliko manjša, običajno v območju pico-, nano- in mikro-farad.
Kalkulator mF do μF
Pretvarjanje milifarad v mikrofarad je preprosta operacija. Lahko uporabimo spletni kalkulator mF do μF ali si naložimo grafiko pretvorbe kondenzatorjev pdf, vendar je matematično reševanje enostavno. En milifarad je enak 10-3 farads in en mikrofarad je 10-6 farads. Pretvarjanje tega postane
1 mF = 1 × 10-3 F = 1 × (10-3/10-6) μF = 1 × 103 μF
Picofarad lahko pretvorimo v mikrofarad na enak način.
Kapacitivna reaktivnost: odpornost kondenzatorja
Kondenzator napolni, tok skozi njega hitro in eksponentno pade na nič, dokler se plošče ne napolnijo v celoti. Pri nizkih frekvencah ima kondenzator več časa za polnjenje in prenašanje manj toka, kar ima za posledico manjši tok pri nizkih frekvencah. Pri višjih frekvencah kondenzator porabi manj časa za polnjenje in praznjenje ter med svojimi ploščami nabira manj naboja. Posledica tega je, da skozi napravo prehaja bolj tok.
Ta "odpornost" na tokovni tok je podobna uporu, vendar je bistvena razlika odpornost toka kondenzatorjev - kapacitivna reaktanca - in se spreminja glede na uporabljeno frekvenco. Ko se uporabljena frekvenca povečuje, se reaktanca, merjena v ohmih (Ω), zmanjšuje.
Zmogljiva reaktanca (Xc) se izračuna po naslednji formuli
Xc = 1 / (2πfC)
kje Xc je kapacitivna reaktanca v ohmih, f je frekvenca v Hertz (Hz) in C je kapacitivnost v faradah (F).
Izračun kapacitivne reaktivnosti
Izračunajte kapacitivno reaktanco kondenzatorja 420 nF s frekvenco 1 kHz
Xc = 1/(2π × 1000 × 420 × 10-9) = 378.9 Ω
Pri 10 kHz postane reaktanca kondenzatorjev
Xc = 1/(2π × 10000 × 420 × 10-9) = 37.9 Ω
Vidimo, da se reaktiva kondenzatorjev zmanjšuje, ko se uporabljena frekvenca povečuje. V tem primeru se frekvenca poveča za faktor 10, reaktanca pa se zmanjša za podobno količino.