Kapacitansdefinition
En anden vigtig egenskab i AC-elektroniske kredsløb, ud over resistens og induktans, er kapacitans. Kapacitans måles i enheder. Enheden for kapacitans er farad. Mens induktans repræsenteres i et kredsløb ved en spole, repræsenteres kapacitans af en kondensator. I sin mest grundlæggende form er kondensatoren konstrueret af to parallelle plader, adskilt af en ikkeleder, kaldet dielektrikum. I et elektrisk kredsløb fungerer en kondensator som et reservoir eller lager for elektricitet.
Kapacitansdefinition i direkte strøm
Når en kondensator forbinder til en kilde for direkte strøm, såsom en akkumulator i det viste kredsløb i figur 1A, og tænd/sluk-knappen derefter lukkes, bliver pladen markeret B positivt opladet, og pladen A negativt opladet. Strøm flyder i det eksterne kredsløb, når elektroner bevæger sig fra B til A. Strømflyden i kredsløbet er maksimal, når tænd/sluk-knappen lukkes, men den faldende kontinuerligt indtil den når nul. Strømmen bliver nul, så snart forskellen i spænding mellem A og B bliver den samme som den anvendte spænding fra batteriet. Pladerne forbliver opladede, hvis tænd/sluk-knappen åbnes, som vist i figur 1B. Når kondensatoren kortsluttes, vil den slippe ladningen hurtigt, som vist i figur 1C. Det bør være klart, at når kondensatoren oplades eller slipper ladning, er der strøm i kredsløbet, selvom gabet mellem kondensatorpladerne knækker kredsløbet. Strøm findes kun under opladnings- og slipperiode, som oftest er kortvarig.
Fig 1 - Kapacitansdefinition i direkte strøm.
RC-tidskonstant Tiden, der kræves for, at en kondensator opnår en fuld elektrisk ladning, er proportional med kapacitansen og modstanden i kredsløbet. Modstanden i kredsløbet introducerer tidsaspektet i opladning og slip af en kondensator.
Når en kondensator oplades eller slipper ladning gennem en modstand, kræves der en bestemt mængde tid for en fuld opladning eller slip. Spændingen over kondensatoren ændrer sig ikke øjeblikkeligt. Hastigheden af opladning eller slip bestemmes af kredsløbets tidskonstant. Tidskonstanten i et serie RC (modstand/kondensator) kredsløb er en tidsperiode, der er lig produktet af modstanden i ohm og kapacitansen i farad, og symboliseres ved det græske bogstav tau (τ).
τ = RC
Tiden i formlen er nødvendig for at oplade til 63% af kildens spænding. Tiden, der kræves for at bringe ladningsmængden til omkring 99% af kildens spænding, er cirka 5 τ. Figur 2 illustrerer denne relation mellem tidskonstantegenskaberne ved opladning.
Fig 2 - Kapacitansdefinition slipkurve.
Når jeg bliver spurgt om en kapacitansdefinition, forklarer jeg ofte, at kapacitans er målet for en kondensators evne til at lagre elektrisk ladning. Symbolet, der bruges for kapacitans, er bogstavet C. Du kan måle den elektriske potential af dielektrisk materiale i en elektronisk komponent, hvor det kan lagre energi.
Som kan ses på tidskonstantillustrationen, kan der ikke være en kontinuerlig bevægelse af direkte strøm gennem en kondensator. En god kondensator vil blokere direkte strøm og vil passere effekten af pulsede DC eller alternativ strøm.
Erklæring: Respekter det originale, godt indhold fortjener at deles, hvis der er overtrædelse kontakt os for sletning.
