Kondensaator on elektrikomponent, mis salvestab energiat elektrivälja. Seade koosneb kahest metallplaadist, mis on eraldatud dielektriku või isolaatoriga. Kui selle klemmidele rakendatakse alalispinge, võtab kondensaator voolu ja jätkab laadimist, kuni klemmide pinge on võrdne toiteallikaga. Vahelduvvooluahelas, kus rakendatav pinge pidevalt muutub, laaditakse või tühjendatakse kondensaatorit pidevalt voolu sagedusest sõltuva kiirusega.
Kondensaatoreid kasutatakse signaalis alalisvoolu komponendi välja filtreerimiseks. Väga madalatel sagedustel toimib kondensaator pigem avatud vooluringina, kõrgetel sagedustel aga kui suletud. Kui kondensaator laeb ja tühjeneb, piirab voolu sisemine takistus, elektritakistuse vorm. Seda sisemist takistust tuntakse mahtuvusliku reaktantsina ja mõõdetakse oomides.
Mis on 1 Faradi väärtus?
Farad (F) on elektrilise mahtuvuse SI ühik ja mõõdab komponendi võimet laengut salvestada. Üks faradi kondensaator salvestab ühe klemmi laengu, mille klemmide potentsiaalide vahe on üks volti. Mahtuvuse saab arvutada valemi järgi
C = \ frac {Q} {V}
kusCon mahtuvus faraadides (F),Qon laeng kulonites (C) jaVon potentsiaalne erinevus voltides (V).
Ühe faradi suurune kondensaator on üsna suur, kuna see suudab salvestada palju laadimist. Enamik elektriskeeme ei vaja nii suurt võimsust, nii et enamik müüdavaid kondensaatoreid on palju väiksemad, tavaliselt piko-, nano- ja mikrofaradi vahemikus.
Kalkulaator mF kuni μF
Millifaraadide teisendamine mikrofaradeks on lihtne toiming. Võib kasutada veebipõhist mF-i μF-kalkulaatorit või alla laadida kondensaatori teisendustabeli pdf, kuid matemaatiline lahendamine on lihtne toiming. Üks millifaraad vastab 10-le-3 faraadid ja üks mikrofarad on 10-6 faraadid. Selle teisendamine muutub
1 \ text {mF} = 1 \ korda 10 ^ {- 3} \ text {F} = 1 \ times (10 ^ {- 3} / 10 ^ {- 6}) \ text {μF} = 1 \ times 10 ^ 3 \ tekst {μF}
Pikofaradi saab mikrofaradiks teisendada samamoodi.
Mahtuvuslik reaktsioon: kondensaatori takistus
Kui kondensaator laeb, langeb selle kaudu kulgev vool kiiresti ja eksponentsiaalselt nulli, kuni selle plaadid on täielikult laetud. Madalatel sagedustel on kondensaatoril rohkem aega vähem voolu laadimiseks ja läbimiseks, mille tulemuseks on madalamate sageduste korral väiksem vooluhulk. Kõrgematel sagedustel kulutab kondensaator laadimiseks ja tühjendamiseks vähem aega ning akude plaatide vahele vähem laengut. Selle tulemusel läbib seadet rohkem voolu.
See "takistus" voolu voolule on sarnane takistiga, kuid oluline erinevus on see, et kondensaatori voolutakistus - mahtuvuslik reaktants - varieerub rakendatava sagedusega. Rakendatud sageduse suurenedes väheneb reaktsioonivõime, mida mõõdetakse oomis (Ω).
Mahtuvuslik reaktants (Xc) arvutatakse järgmise valemiga
X_c = \ frac {1} {2 \ pi fC}
kusXcon mahtuvuslik reaktants oomides,fon sagedus hertsides (Hz) jaCon mahtuvus faraadides (F).
Mahtuvusliku reaktsioonivõime arvutamine
Arvutage 420 nF kondensaatori mahtuvuslik reaktants sagedusega 1 kHz
X_c = \ frac {1} {2 \ pi \ korda 1000 \ korda 420 \ korda 10 ^ {- 9}} = 378,9 \ Omega
10 kHz juures muutub kondensaatori reaktants
X_c = \ frac {1} {2 \ pi \ korda 10000 \ korda 420 \ korda 10 ^ {- 9}} = 37,9 \ Omega
On näha, et kondensaatori reaktants väheneb rakendatava sageduse suurenedes. Sel juhul suureneb sagedus 10 korda ja reaktants väheneb sarnase summa võrra.