Elektrik kapasitesi

Elektrokimyasal kapasitörler (elektrolitik alüminyum). 1 st 1000 uF 35 bir çalışma gerilimi için V (eksenel modeli), 2 nci 10 uF 160 V (radyal modeli). Anahtar veri

SI birimleri	farad (F)
Boyut	A -1 · B -2 · T 4 · I 2 $\,$ $\,$ $\,$ $\,$
Doğa	Skaler miktar
Olağan sembol	$VS$
Diğer boyutlara bağlantı	$ben$ = . = . Paralel ilişkilendirme: Seri ilişkilendirme: $VS$ ${\ displaystyle {d \ over dt}}$ $sen$ $Q$ $VS$ $sen$ ${\ displaystyle C _ {//} = \ Sigma ~ C_ {i}}$ ${\ displaystyle 1 / C_ {seri} = \ Sigma 1 / C_ {i}}$

Elektrik ve elektronikte kapasite , belirli bir voltaj için bir akümülatör , bir kapasitör veya bir iletken tarafından taşınan elektrik yüklerinin miktarını temsil eder .

Tanım

İletkenin potansiyeline bölünen iletkenin elektrik yüklerinin toplamı olarak tanımlanır:

{\ displaystyle C = {\ frac {Q} {U}}}

veya:

$VS$ : kapasite ( faradlarda (F));
$Q$ : yük ( kulomb cinsinden (C));
$U$ : eleman boyunca potansiyel fark ( volt (V) cinsinden );

Kapasite, elektrik akısı kullanılarak da ifade edilebilir (bkz. Gauss teoremi ):

{\ displaystyle C = {\ varepsilon _ {0}} {\ frac {\ Phi} {U}}}

veya:

$\ varepsilon _ {0}$ Elektrik geçirgenlik ve vakum (8.854 x 10 eşittir -12 Fm -1 );
$\ Phi$ Q yükü ile ilişkili elektrik akışıdır (V · m) .

Bir kondansatör için elektrik kapasitesi, pozitif armatürün taşıdığı yük miktarının armatürler arasındaki potansiyel farkına oranıdır.

Enerji

Enerji Bir kapasitör saklanan birikir ücretlerine elektrik alanı tarafından yapılan çalışmalar eşittir. Kapasite C olan bir kapasitörde, sonsuz küçük bir yükü d q bir armatürden diğerine taşımak , yani ona ΔV = q / C'ye eşit bir elektrik potansiyeli değişimi uygulamak için, iş δ W sağlamak gerekir :

{\ displaystyle \ mathrm {\ delta} W = {\ frac {q} {C}} \ mathrm {d} q}

veya:

W

: iş ( joule (J) cinsinden );

q

: yük ( kulomb cinsinden (C));

VS

: kapasite ( faradlarda (F)).

Bu denklemi entegre ederek kondansatörde biriken enerjiyi hesaplayabiliriz . Yüksüz bir kapasitörle başlarsak ( q = 0) ve her iki plakada da + Q ve -Q yükleri olana kadar yükleri bir armatürden diğerine taşırsak , W işi sağlanmalıdır :

{\ displaystyle W_ {ücret} = \ int _ {0} ^ {Q} {\ frac {q} {C}} \ mathrm {d} q = {\ frac {1} {2}} {\ frac {Q ^ {2}} {C}} = {\ frac {1} {2}} CV ^ {2} = W_ {biriktir.}}

Her biri A alanı olan ve bağıl dielektrik geçirgenliği ε r olan bir malzeme ortamının kalınlığı d ile ayrılmış iki paralel plakadan oluşan bir kapasitör için şunu elde ederiz:

{\ displaystyle W_ {biriktir.} = {\ frac {1} {2}} \ varepsilon _ {0} \ varepsilon _ {r} {\ frac {A} {d}} V ^ {2}}

ile = 8.854 x 10 -12 K m -1 ( elektrik geçirgenlik vakum). $\ varepsilon _ {0}$

İç direnç

Empedans İdeal kapasitans taşımaktadır

$Z_ {C} = {1 \ over j \ omega C} = {1 \ over C \ omega} e ^ {{- j {\ frac {\ pi} {2}}}} \,$

İlgili Makaleler

Kaynakça

Blomme G, Blanckaert I, Tenkouano A, Swennen R (2004) Elektriksel kapasitans ve kök özellikleri arasındaki ilişki. Infomusa 13 (1), 14-18

Notlar ve referanslar

Fizik Sözlüğü . Richard Taillet, Loïc Kötü Adam, Pascal Febvre. 2 nd edition. De Boeck, 2009, sayfa 73.