Definice kapacitance
Další důležitou vlastností v obvodech střídavého proudu, kromě odporu a induktivity, je kapacitance. Kapacitance se měří v jednotkách. Jednotkou kapacitance je farad. Zatímco induktivita je v obvodu reprezentována cívkou, kapacitance je reprezentována kondenzátorem. V jeho nejzákladnější formě je kondenzátor sestaven z dvou rovnoběžných desek oddělených nevodičem, nazývaným dielektrikum. V elektrickém obvodu slouží kondenzátor jako rezervoár nebo sklad pro elektřinu.
Definice kapacitance v přímém proudu
Když je kondenzátor připojen k zdroji přímého proudu, například k akumulátoru v obvodu znázorněném na obrázku 1A, a spínač je poté uzavřen, deska označená B se stane pozitivně nabité, a deska A negativně nabité. Proud teče v externím obvodu, když elektrony pohybují z B do A. Proud v obvodu je maximální, když je spínač uzavřen, ale postupně klesá, dokud nedosáhne nuly. Proud se stane nulový, jakmile se rozdíl napětí mezi A a B stane stejný jako napětí zdroje. Pokud je spínač otevřen, jak je znázorněno na obrázku 1B, desky zůstávají nabité. Jakmile je kondenzátor krátkozamčen, vybije se rychle, jak je znázorněno na obrázku 1C. Mělo by být jasné, že když je kondenzátor nabíjen nebo vybíjen, je v obvodu proud, i když mezera mezi deskami kondenzátoru přeruší obvod. Proud je přítomen pouze po dobu nabíjení a vybíjení, což je obvykle krátké období.
Obr. 1 - Definice kapacitance v přímém proudu.
Časová konstanta RC Čas potřebný k nabití kondenzátoru na plné elektrické nabití je úměrný kapacitanci a odporu obvodu. Odpor obvodu zavádí časový prvek do nabíjení a vybíjení kondenzátoru.
Když kondenzátor nabíjí nebo vybíjí přes odpor, je potřeba určitou dobu k plnému nabití nebo vybíjení. Napětí na kondenzátoru se nezmění okamžitě. Rychlost nabíjení nebo vybíjení je určena časovou konstantou obvodu. Časová konstanta série RC (odpor/kondenzátor) je časové interval, který je roven součinu odporu v ohmech a kapacitance v faradech a symbolizuje se řeckým písmenem tau (τ).
τ = RC
Čas ve vzorci je potřebný k nabití na 63 % napětí zdroje. Čas potřebný k dosažení nabití přibližně 99 % napětí zdroje je přibližně 5 τ. Obrázek 2 ilustruje tuto vztah časové konstanty charakteristik nabíjení.
Obr. 2 - Definice kapacitance vybíjecí křivka.
Když mě někdo zeptá na definici kapacitance, často vysvětlím, že kapacitance je míra schopnosti kondenzátoru ukládat elektrický náboj. Symbol používaný pro kapacitanci je písmeno C. Můžete změřit elektrický potenciál dielektrika v elektronické komponentě, kde může ukládat energii.
Jak lze vidět z ilustrace časové konstanty, nemůže být v kondenzátoru žádné spojité pohybové hnutí přímého proudu. Dobrý kondenzátor zablokuje přímý proud a propustí efekty pulzujícího DC nebo střídavého proudu.
Prohlášení: Respektujte originál, dobré články stojí za sdílení, pokud dojde k porušení autorských práv, obraťte se prosím na nás k odstranění.
