Kondenzátor je elektrická súčasť, ktorá uchováva energiu v elektrickom poli. Zariadenie sa skladá z dvoch kovových dosiek oddelených dielektrikom alebo izolátorom. Keď je na jeho svorky privedené jednosmerné napätie, kondenzátor odoberie prúd a pokračuje v nabíjaní, kým sa napätie na svorkách nerovná napájaniu. V striedavom obvode, v ktorom sa aplikované napätie neustále mení, je kondenzátor neustále nabíjaný alebo vybíjaný rýchlosťou závislou od napájacej frekvencie.
Kondenzátory sa často používajú na odfiltrovanie jednosmernej zložky v signáli. Pri veľmi nízkych frekvenciách kondenzátor funguje skôr ako otvorený obvod, zatiaľ čo pri vysokých frekvenciách funguje ako uzavretý obvod. Pri nabíjaní a vybíjaní kondenzátora je prúd obmedzený vnútornou impedanciou, čo je forma elektrického odporu. Táto vnútorná impedancia je známa ako kapacitná reaktancia a meria sa v ohmoch.
Aká je hodnota 1 Farada?
Farad (F) je jednotka SI elektrickej kapacity a meria schopnosť súčasti akumulovať náboj. Kondenzátor farad uchováva jeden coulomb náboja s potenciálnym rozdielom jedného voltu na jeho svorkách. Kapacita sa dá vypočítať zo vzorca
C = \ frac {Q} {V}
kdeC.je kapacita vo faradoch (F),Qje náboj v coulomboch (C) aV.je potenciálny rozdiel vo voltoch (V).
Kondenzátor o veľkosti jedného faradu je pomerne veľký, pretože dokáže uložiť veľa náboja. Väčšina elektrických obvodov nebude potrebovať také veľké kapacity, takže väčšina predaných kondenzátorov je oveľa menšia, zvyčajne v rozmedzí piko-, nano- a micro-farad.
Kalkulačka mF až μF
Prevod milifarád na mikrofarády je jednoduchá operácia. Jeden môže použiť online kalkulačku mF na μF alebo stiahnuť graf konverzie kondenzátorov vo formáte pdf, ale matematické riešenie je jednoduchá operácia. Jedna milifaráda je ekvivalentná 10-3 faradov a jeden mikrofarad je 10-6 farads. Premenou sa to stane
1 \ text {mF} = 1 \ krát 10 ^ {- 3} \ text {F} = 1 \ krát (10 ^ {- 3} / 10 ^ {- 6}) \ text {μF} = 1 \ krát 10 ^ 3 \ text {μF}
Rovnakým spôsobom možno konvertovať pikofarad na mikrofarad.
Kapacitná reaktancia: Odpor kondenzátora
Keď sa kondenzátor nabíja, prúd cez neho rýchlo a exponenciálne klesá na nulu, kým sa jeho dosky úplne nenabijú. Pri nízkych frekvenciách má kondenzátor viac času na nabíjanie a prechod menšieho prúdu, čo má za následok menší tok prúdu pri nízkych frekvenciách. Pri vyšších frekvenciách trávi kondenzátor menej času nabíjaním a vybíjaním a akumuláciou menšieho množstva náboja medzi doskami. To vedie k tomu, že cez zariadenie prechádza viac prúdu.
Tento „odpor“ voči prúdeniu je podobný odporu, ale rozhodujúcim rozdielom je prúdový odpor kondenzátora - kapacitná reaktancia -, ktorý sa líši podľa použitej frekvencie. S rastúcou aplikovanou frekvenciou klesá reaktancia, ktorá sa meria v ohmoch (Ω).
Kapacitná reaktancia (Xc) sa počíta podľa nasledujúceho vzorca
X_c = \ frac {1} {2 \ pi fC}
kdeXcje kapacitná reaktancia v ohmoch,fje frekvencia v Hz (Hz) aC.je kapacita vo faradoch (F).
Výpočet kapacitnej reaktancie
Vypočítajte kapacitnú reaktanciu kondenzátora 420 nF pri frekvencii 1 kHz
X_c = \ frac {1} {2 \ pi \ krát 1000 \ krát 420 \ krát 10 ^ {- 9}} = 378,9 \ Omega
Pri 10 kHz sa reaktancia kondenzátora stáva
X_c = \ frac {1} {2 \ pi \ krát 10 000 \ krát 420 \ krát 10 ^ {- 9}} = 37,9 \ Omega
Je vidieť, že reaktancia kondenzátora klesá so zvyšovaním použitej frekvencie. V tomto prípade sa frekvencia zvýši o faktor 10 a reaktancia sa zníži o podobné množstvo.