Capacitor Energy Hesap
Kapasite ve gerilimine dayanan bir kapasitörde depolanan enerjiyi hesaplayın.
Değerlerinizi girin
İçerik tablosu
Capacitors
Bir Capacitor nedir?
Bir kapasitör, elektrik enerjisini geçici olarak elektrik alanında depolamak için tasarlanmış temel bir elektronik bileşendir. Bir dielektrik olarak adlandırılan bir insulating materyali tarafından ayrılmış iki manipülatif plakadan oluşur. Bir gerilim kaynağına bağlı olarak, kapasitör, plakalarında eşit ve ters suçlamaları atarak, aralarında bir elektrik alanı yaratmakta.
Capacitors Store Energy
Capacitors elektrik suçlamalarının ayrılmasıyla enerji depolamaktadır. Bir kapasitörde gerilim uygulanırken, elektronlar bir plakada bir miktar elektron diğer plakadan çekildiğinde, olumlu bir şekilde şarj edilir. Plakalar arasındaki dielektrik materyali, bu suçlamaları birbirinden tarafsızlaştırmayı önler, böylece elektrik enerjisini bir elektrik alanı şeklinde depolamaktadır.
- Plak Alanı:Büyük plaka alanı kapasitance artırır
- Plaklar arasında mesafe:Küçük ayrılıklar kapasitance artırır
- Dielektrik Material:Daha yüksek olasılıklı malzemeler kapasitance artırır
Capacitors türleri
Özelliklerine dayanan özel uygulamalar için farklı kapasite türleri tasarlanmıştır:
- Seramik Capacitors:Küçük, uygun fiyatlı ve sıcaklık ve frekanslarda yüksek stabilite ile çok yönlü. Yüksek frekanslı uygulamalar için idealdir.
- Elektrolytic Capacitors:Yüksek kapasiteli değerlere sahip Polarize kapasitörler, güç malzemeleri ve düşük frekanslı uygulamalar için uygun.
- Film Capacitors:Mükemmel güvenilirlik ve düşük bozulma, genellikle ses ekipmanlarında ve sinyal filtrelemesinde kullanılır.
- Mitum Capacitors:Yüksek güvenilirlik ve kapasite yoğunluğu ile Compact, taşınabilir elektronik için mükemmel.
- Superhouseors:Enerji depolama uygulamaları için aşırı yüksek kapasiteli değerler, pillerin ve geleneksel kapasitörlerin özelliklerini birleştirerek.
Capacitors Uygulamaları
Capacitors modern elektronikte çok sayıda temel işleve sahiptir:
- Enerji Depolama:Capacitors, kamera flaşları ve güç yedekleme sistemleri gibi uygulamalarda hızlı deşarj için enerji saklarlar.
- Filtreleme:Güç malzemelerindeki gerilim dalgalanmalarını ve DC'yi engellerken AC sinyallerin geçmesine izin verirler.
- Coupling ve Decoupling:Capacitors, DC bileşenlerini bloke ederken devre aşamaları arasında AC sinyalleri iletir.
- Timing:Direnççilerle birlikte, kapasitörler osilatörler ve zamanlayıcı devrelerde kullanılan zaman sabitleri yaratırlar.
- Güç Faktörü Düzeltme:Büyük kapasitörler, reaktif gücü azaltarak AC güç sistemlerinde verimlilik geliştirir.
- Tuning:Değişken kapasitörler radyo ve iletişim ekipmanlarında rezonans frekansı ayarlar.
Capacitor Yapılar
Capacitors belirli devre gereksinimleri elde etmek için farklı konfigürasyonlarda bağlanabilir:
Serisi Yapılandırma
Konsertörler seriye bağlanırken, toplam kapasitans azalır, ancak gerilim puanı artar. Serideki toplam kapasitans hesaplama formülü:
Paralel Kurulum
Konsertörler paralel olarak bağlanırken, kapasitansları yukarı ekler, toplam kapasitans arttırır. Formül şu:
Gerçek Dünya Sınırları
İdeal kapasitörler mükemmel özelliklere sahip olsa da, gerçek kapasitörler sınırlamaları vardır:
- Leakage Current:Küçük akım dielektrik yoluyla akışlar, aşamalı deşarja neden olur.
- Equivalent Series Direnişi (ESR):İç direniş enerji kaybı ve ısıtmaya neden olur.
- Dielektrik Aborpsiyon:Capacitors taburcu edildikten sonra kısmi bir şarj tutabilir.
- Gerilim Rating:En yüksek gerilimin yayılması dielektrik bozulmasına neden olabilir.
- Sıcaklık Hassasiyeti:Capacitance sıcaklık ile değişebilir, özellikle seramik kapasitörler.
Konseratörlerin bu temel yönlerini anlamak, onları elektronik devrelerde etkin bir şekilde kullanmak ve enerji depolama uygulamalarında rollerini teşvik etmek için önemlidir.
Capacitor Energy Formula
Bir kapasitörde depolanan enerji, onu şarj etmek için yapılan çalışmadır. Bu enerji plakalar arasındaki elektrik alanında depolanır.
Mathematical Derivation
Bir kapasitör şarj edildiğinde, plakalar arasında inşa eden elektrik alanına karşı çalışma yapılmalıdır. Depolanan enerji, tüm şarjı bir plakadan diğerine taşımak için gerekli olan kümülatif çalışmayı temsil eder.
Nerede:
- E = Enerji depolanır (J)
- C = Capacitance (F)
- V = gerilim (V)
Alternatif Enerji Formülasyonları
Bir kapasitörde depolanan enerji, hangi değişkenlerin bilindiğine bağlı olarak farklı şekillerde ifade edilebilir:
Sorumlu ve kapasitance kullanarak:
E = Q²/(2C)
Q'nin Coulombs'ta sorumluluğu nerede
Sorumlu ve gerilim kullanmak:
E = QV/2
Q nerede sorumlu ve V gerilim
Enerji Yoğunluğu
Bir kapasitörün enerji yoğunluğu, birim hacmi başına depolanan enerji miktarıdır. Bir paralel plaka alanı A ve ayrılık mesafe d ile paralel bir kapasitör için:
Enerji Yoğunluğu = 1⁄2 × × × E2
Dielektrik ve E'nin izinsizliği nerede elektrik alan gücü (V/m)
Bu, daha yüksek olasılık malzemeleri olan kapasitörler ve daha güçlü elektrikli alanlara dayanabilenler belirli bir hacimde daha fazla enerji depolayabilirler.
Bir kapasitörde depolanan enerjinin, gerilimin meydanına orantılı olduğunu unutmayın (V2). Bu, depolanan enerjiyi dört katına çıkarmak anlamına gelir, gerilim derecelendirmesinin neden kapasitör seçiminde kritik olduğunu vurgulayın.
Nasıl Hesaplamak
kapasitör enerjiyi hesaplamak için, bu adımları izleyin:
-
1Konserkülörün kapasitesinin ölçülmesi
-
2Konseroratör arasındaki gerilim
-
3Square
-
4Multiply by half the kapasitance
Common Capacitances
Yaygın kapasitör değerleri:
- Elektrolitik: 1 μF ila 10000 μF
- Seramik: 1 pF to 1 μF
- Mitum: 0.1 μF 1000 μF
- Film: 0.001 μF 100 μF
- Superhouseor: 0.1 F to 5000 F
Capacitance değerleri sıcaklık, frekans ve gerilim ile değişebilir. Verilen değerler tipik aralıklardır.
Pratik örnekler
Örnek 1 ÖrnekStandart Capacitor
100 μF kapasiteli veya 12V'ye kadar depolanan enerjiyi hesaplayın.
C = 100 × 10⁻⁶ F
V = 12 V
E = ½ × 100 × 10⁻⁶ × 12² = 0.0072 J
Örnek 2 ÖrnekSupercleor
1F süper kapasiteli veya 2.7V'ye depolanan enerjiyi hesaplayın.
C = 1 F
V = 2.7 V
E = ½ × 1 × 2.7² = 3.645 J