Конденсатор - это электрический компонент, который накапливает энергию в электрическом поле. Устройство состоит из двух металлических пластин, разделенных диэлектриком или изолятором. Когда на его выводы подается постоянное напряжение, конденсатор потребляет ток и продолжает заряжаться, пока напряжение на выводах не сравняется с напряжением питания. В цепи переменного тока, в которой приложенное напряжение постоянно изменяется, конденсатор непрерывно заряжается или разряжается со скоростью, зависящей от частоты источника питания.
Конденсаторы часто используются для фильтрации составляющей постоянного тока в сигнале. На очень низких частотах конденсатор действует как разомкнутая цепь, а на высоких частотах устройство действует как замкнутая цепь. Когда конденсатор заряжается и разряжается, ток ограничивается внутренним импедансом, формой электрического сопротивления. Этот внутренний импеданс известен как емкостное реактивное сопротивление и измеряется в омах.
Сколько стоит 1 фарад?
Фарад (F) - это единица измерения электрической емкости в системе СИ, которая измеряет способность компонента накапливать заряд. Конденсатор емкостью один фарад накапливает один кулон заряда с разностью потенциалов в один вольт на своих выводах. Емкость можно рассчитать по формуле
C = \ frac {Q} {V}
гдеCемкость в фарадах (Ф),Q- заряд в кулонах (Кл), аV- разность потенциалов в вольтах (В).
Конденсатор размером в один фарад довольно большой, так как он может хранить много заряда. Большинству электрических цепей не потребуется такая большая емкость, поэтому большинство продаваемых конденсаторов намного меньше, обычно в диапазоне пико-, нано- и микрофарад.
Калькулятор мФ в мкФ
Преобразование миллифарадов в микрофарады - простая операция. Можно использовать онлайн-калькулятор мФ в мкФ или загрузить таблицу преобразования конденсаторов в формате pdf, но математическое решение - простая операция. Один миллифарад эквивалентен 10-3 фарады и один микрофарад - это 10-6 фарады. Преобразование становится
1 \ text {mF} = 1 \ times 10 ^ {- 3} \ text {F} = 1 \ times (10 ^ {- 3} / 10 ^ {- 6}) \ text {μF} = 1 \ times 10 ^ 3 \ текст {мкФ}
Таким же образом можно перевести пикофарады в микрофарады.
Емкостное реактивное сопротивление: сопротивление конденсатора
Когда конденсатор заряжается, ток через него быстро и экспоненциально падает до нуля, пока его пластины не будут полностью заряжены. На низких частотах конденсатор имеет больше времени для зарядки и пропускает меньший ток, что приводит к меньшему протеканию тока на низких частотах. На более высоких частотах конденсатор тратит меньше времени на зарядку и разрядку и накапливает меньше заряда между своими пластинами. Это приводит к тому, что через устройство проходит больше тока.
Это «сопротивление» протеканию тока похоже на сопротивление резистора, но решающее отличие состоит в том, что сопротивление конденсатора по току - емкостное реактивное сопротивление - изменяется в зависимости от приложенной частоты. По мере увеличения приложенной частоты реактивное сопротивление, которое измеряется в Ом (Ом), уменьшается.
Емкостное реактивное сопротивление (Иксc) рассчитывается по следующей формуле
X_c = \ frac {1} {2 \ pi fC}
гдеИксcемкостное сопротивление в Ом,ж- частота в Герцах (Гц), аC- емкость в фарадах (Ф).
Расчет емкостного реактивного сопротивления
Рассчитайте емкостное сопротивление конденсатора 420 нФ на частоте 1 кГц.
X_c = \ frac {1} {2 \ pi \ times 1000 \ times 420 \ times 10 ^ {- 9}} = 378,9 \ Omega
На частоте 10 кГц реактивное сопротивление конденсатора становится равным
X_c = \ frac {1} {2 \ pi \ times 10000 \ times 420 \ times 10 ^ {- 9}} = 37,9 \ Omega
Видно, что реактивное сопротивление конденсатора уменьшается с увеличением приложенной частоты. В этом случае частота увеличивается в 10 раз, а реактивное сопротивление уменьшается на аналогичную величину.