Kondensaattori on sähkökomponentti, joka tallentaa energiaa sähkökenttään. Laite koostuu kahdesta metallilevystä, jotka on erotettu eristeellä tai eristimellä. Kun tasajännitettä syötetään sen napojen yli, kondensaattori vetää virtaa ja jatkaa lataamista, kunnes jännite napojen yli on yhtä suuri kuin syöttö. Vaihtovirtapiirissä, jossa käytetty jännite muuttuu jatkuvasti, kondensaattoria ladataan tai puretaan jatkuvasti syöttötaajuudesta riippuvalla nopeudella.
Kondensaattoreita käytetään usein suodattamaan DC-komponentti signaalissa. Hyvin matalilla taajuuksilla kondensaattori toimii enemmän kuin avoin piiri, kun taas korkeilla taajuuksilla laite toimii kuin suljettu piiri. Kun kondensaattori latautuu ja purkautuu, virtaa rajoittaa sisäinen impedanssi, eräänlainen sähköinen vastus. Tämä sisäinen impedanssi tunnetaan kapasitiivisena reaktanssina ja mitataan ohmina.
Mikä on yhden Faradin arvo?
Farad (F) on sähköisen kapasitanssin SI-yksikkö ja mittaa komponentin kykyä varastoida varausta. Yksi farad-kondensaattori varastoi yhden varauksen kulman, jonka jännitteiden ero on yksi voltti terminaaleissaan. Kapasitanssi voidaan laskea kaavasta
C = \ frac {Q} {V}
missäCon kapasitanssi faradeissa (F),Qon varaus coulombs (C), jaVon potentiaalinen ero voltteina (V).
Yhden faradin kokoinen kondensaattori on melko suuri, koska se voi tallentaa paljon varausta. Suurin osa sähköpiireistä ei tarvitse kapasiteettia niin suuri, joten suurin osa myydyistä kondensaattoreista on paljon pienempiä, tyypillisesti piko-, nano- ja mikro-farad-alueella.
MF - μF-laskin
Millifaradien muuntaminen mikrofaradeiksi on yksinkertainen toimenpide. Voidaan käyttää online-mF - μF-laskinta tai ladata kondensaattorin muuntokaavio pdf, mutta matemaattisen ratkaisu on helppoa. Yksi millifaradi vastaa 10: tä-3 faradit ja yksi mikrofaradi on 10-6 faradit. Tämän muuntaminen tulee
1 \ teksti {mF} = 1 \ kertaa 10 ^ {- 3} \ teksti {F} = 1 \ kertaa (10 ^ {- 3} / 10 ^ {- 6}) \ teksti {μF} = 1 \ kertaa 10 ^ 3 \ teksti {μF}
Picofarad voidaan muuntaa mikrofaradiksi samalla tavalla.
Kapasitiivinen reaktanssi: Kondensaattorin vastus
Kun kondensaattori latautuu, sen läpi kulkeva virta putoaa nopeasti ja eksponentiaalisesti nollaan, kunnes sen levyt ovat täysin latautuneet. Matalilla taajuuksilla kondensaattorilla on enemmän aikaa ladata ja siirtää vähemmän virtaa, mikä johtaa pienempään virtaan matalilla taajuuksilla. Suuremmilla taajuuksilla kondensaattori viettää vähemmän aikaa lataamiseen ja purkautumiseen ja kertyy vähemmän varausta levyjen väliin. Tämä johtaa enemmän virtaa laitteen läpi.
Tämä "virtausvastus" on samanlainen kuin vastus, mutta ratkaiseva ero on kondensaattorin virran vastus - kapasitiivinen reaktanssi - vaihtelee käytetyn taajuuden mukaan. Käytetyn taajuuden kasvaessa ohmina mitattu reaktanssi (Ω) pienenee.
Kapasitiivinen reaktanssi (Xc) lasketaan seuraavalla kaavalla
X_c = \ frac {1} {2 \ pi fC}
missäXcon kapasitiivinen reaktanssi ohmina,fon taajuus hertseinä (Hz) jaCon kapasitanssi faradeissa (F).
Kapasitiivisen reaktanssin laskeminen
Laske 420 nF-kondensaattorin kapasitiivinen reaktanssi 1 kHz: n taajuudella
X_c = \ frac {1} {2 \ pi \ kertaa 1000 \ kertaa 420 \ kertaa 10 ^ {- 9}} = 378,9 \ Omega
10 kHz: n taajuudella kondensaattorin reaktanssi muuttuu
X_c = \ frac {1} {2 \ pi \ kertaa 10000 \ kertaa 420 \ kertaa 10 ^ {- 9}} = 37,9 \ Omega
Voidaan nähdä, että kondensaattorin reaktanssi pienenee käytetyn taajuuden kasvaessa. Tällöin taajuus kasvaa kertoimella 10 ja reaktanssi pienenee saman verran.