En kondensator er en elektrisk komponent, der lagrer energi i et elektrisk felt. Enheden består af to metalplader adskilt af et dielektrikum eller isolator. Når en jævnstrømsspænding påføres over dens terminaler, trækker kondensatoren en strøm og fortsætter med at oplade, indtil spændingen over terminalerne er lig med forsyningen. I et vekselstrømskredsløb, hvor den påførte spænding konstant ændres, oplades eller aflades kondensatoren kontinuerligt med en hastighed, der afhænger af forsyningsfrekvensen.
Kondensatorer bruges ofte til at filtrere DC-komponenten ud i et signal. Ved meget lave frekvenser fungerer kondensatoren mere som et åbent kredsløb, mens ved høje frekvenser fungerer enheden som et lukket kredsløb. Når kondensatoren oplades og aflades, er strømmen begrænset af den interne impedans, en form for elektrisk modstand. Denne interne impedans er kendt som kapacitiv reaktans og måles i ohm.
Hvad er værdien af 1 Farad?
Farad (F) er SI-enheden med elektrisk kapacitans og måler en komponents evne til at lagre opladning. En farad kondensator lagrer en ladning med en potentiel forskel på en volt på tværs af terminalerne. Kapacitansen kan beregnes ud fra formlen
C = \ frac {Q} {V}
hvorCer kapacitansen i farads (F),Qer ladningen i coulombs (C), ogVer den potentielle forskel i volt (V).
En kondensator på størrelse med en farad er ret stor, da den kan gemme masser af opladning. De fleste elektriske kredsløb har ikke brug for denne store kapacitet, så de fleste solgte kondensatorer er meget mindre, typisk inden for pico-, nano- og micro-farad-området.
MF til μF lommeregner
At konvertere millifarads til microfarads er en simpel operation. Man kan bruge en online mF til μF-lommeregner eller downloade en kondensatorkonverteringstabel pdf, men det er let at løse matematisk. En millifarad svarer til 10-3 farads og en microfarad er 10-6 farads. At konvertere dette bliver
1 \ text {mF} = 1 \ gange 10 ^ {- 3} \ text {F} = 1 \ gange (10 ^ {- 3} / 10 ^ {- 6}) \ text {μF} = 1 \ gange 10 ^ 3 \ tekst {μF}
Man kan konvertere picofarad til microfarad på samme måde.
Kapacitiv reaktans: Modstanden fra en kondensator
Når en kondensator oplades, falder strømmen igennem den hurtigt og eksponentielt til nul, indtil dens plader er fuldt opladede. Ved lave frekvenser har kondensatoren mere tid til at oplade og passere mindre strøm, hvilket resulterer i mindre strømflow ved lave frekvenser. Ved højere frekvenser bruger kondensatoren mindre tid på opladning og afladning og akkumulerer mindre opladning mellem pladerne. Dette resulterer i mere strøm, der passerer gennem enheden.
Denne "modstand" mod strømgennemstrømning svarer til en modstand, men den afgørende forskel er en kondensatorens strømmodstand - den kapacitive reaktans - varierer med den anvendte frekvens. Når den anvendte frekvens øges, falder reaktansen, som måles i ohm (Ω).
Kapacitiv reaktans (xc) beregnes med følgende formel
X_c = \ frac {1} {2 \ pi fC}
hvorxcer den kapacitive reaktans i ohm,fer frekvensen i Hertz (Hz), ogCer kapacitansen i farads (F).
Kapacitiv reaktansberegning
Beregn den kapacitive reaktans af en 420 nF kondensator med en frekvens på 1 kHz
X_c = \ frac {1} {2 \ pi \ gange 1000 \ gange 420 \ gange 10 ^ {- 9}} = 378,9 \ Omega
Ved 10 kHz bliver kondensatorens reaktans
X_c = \ frac {1} {2 \ pi \ gange 10000 \ gange 420 \ gange 10 ^ {- 9}} = 37.9 \ Omega
Det kan ses, at kondensatorens reaktans falder, når den anvendte frekvens øges. I dette tilfælde øges frekvensen med en faktor 10, og reaktansen falder med en lignende mængde.