Kondenzator je električna komponenta koja pohranjuje energiju u električnom polju. Uređaj se sastoji od dvije metalne ploče odvojene dielektrikom ili izolatorom. Kada se na njegove stezaljke primijeni istosmjerni napon, kondenzator vuče struju i nastavlja se punjenje sve dok napon na stezaljkama ne bude jednak napajanju. U izmjeničnom krugu u kojem se primijenjeni napon neprestano mijenja, kondenzator se kontinuirano puni ili prazni brzinom koja ovisi o učestalosti napajanja.
Kondenzatori se često koriste za filtriranje istosmjerne komponente u signalu. Na vrlo niskim frekvencijama kondenzator više djeluje poput otvorenog kruga, dok na visokim frekvencijama uređaj djeluje poput zatvorenog kruga. Kako se kondenzator puni i prazni, struja je ograničena unutarnjom impedancijom, oblikom električnog otpora. Ova unutarnja impedancija poznata je kao kapacitivna reaktancija i mjeri se u ohima.
Koja je vrijednost 1 Farada?
Farad (F) je SI jedinica električne kapacitivnosti i mjeri sposobnost komponente da pohranjuje naboj. Kondenzator s jednim faradom pohranjuje jedan kulon naboja s potencijalnom razlikom od jednog volta na svojim stezaljkama. Kapacitet se može izračunati iz formule
C = \ frac {Q} {V}
gdjeCje kapacitet u faradima (F),Qje naboj u kulonima (C), iVje razlika potencijala u voltima (V).
Kondenzator veličine jednog farada prilično je velik jer može pohraniti puno naboja. Većina električnih krugova neće trebati ovako velike kapacitete, pa je većina prodanih kondenzatora mnogo manja, obično u rasponu piko, nano i mikro farad.
Kalkulator od mF do μF
Pretvaranje milifarada u mikrofarade je jednostavna operacija. Možete koristiti mrežni kalkulator mF u μF ili preuzeti PDF tablicu pretvorbe kondenzatora, ali matematičko je rješavanje lagana operacija. Jedan milifarad ekvivalent je 10-3 farada i jedan mikrofarad je 10-6 faradama. Pretvaranje ovoga postaje
1 \ text {mF} = 1 \ puta 10 ^ {- 3} \ text {F} = 1 \ puta (10 ^ {- 3} / 10 ^ {- 6}) \ text {μF} = 1 \ puta 10 ^ 3 \ tekst {μF}
Na isti se način može pretvoriti pikofarad u mikrofarad.
Kapacitivni reaktans: Otpor kondenzatora
Kako se kondenzator puni, struja kroz njega brzo i eksponencijalno pada na nulu dok se njegove ploče potpuno ne napune. Na niskim frekvencijama, kondenzator ima više vremena za punjenje i propuštanje manje struje, što rezultira manjim protokom struje pri niskim frekvencijama. Na višim frekvencijama, kondenzator troši manje vremena na punjenje i pražnjenje i akumulira manje naboja između svojih ploča. To rezultira više struje koja prolazi kroz uređaj.
Ovaj "otpor" protoku struje sličan je otporniku, ali presudna razlika je što strujni otpor kondenzatora - kapacitivni reaktans - varira s primijenjenom frekvencijom. Kako se primijenjena frekvencija povećava, reaktancija koja se mjeri u ohima (Ω) opada.
Kapacitivna reaktancija (xc) izračunava se prema sljedećoj formuli
X_c = \ frac {1} {2 \ pi fC}
gdjexcje kapacitivni reaktans u ohima,fje frekvencija u hercima (Hz) iCje kapacitet u faradima (F).
Proračun kapacitivnog reaktanta
Izračunajte kapacitivnu reaktanciju kondenzatora 420 nF na frekvenciji od 1 kHz
X_c = \ frac {1} {2 \ pi \ puta 1000 \ puta 420 \ puta 10 ^ {- 9}} = 378,9 \ Omega
Na 10 kHz reaktancija kondenzatora postaje
X_c = \ frac {1} {2 \ pi \ puta 10000 \ puta 420 \ puta 10 ^ {- 9}} = 37,9 \ Omega
Vidi se da reaktancija kondenzatora opada s porastom primijenjene frekvencije. U tom se slučaju frekvencija povećava za faktor 10, a reaktancija se smanjuje za sličan iznos.