расчет емкостного сопротивления конденсатора

емкость конденсатора

Емкость конденсатора (накопителя электрического заряда) чем-то сродни емкости аккумулятора, только заряд держится недолго из-за утечки в диэлектрической подкладке (есть и «долгоиграющие» экземпляры). В системе единиц СИ она измеряется в фарадах с приставками пико- (пф=10-12ф), нано- (нф=10-9ф) и микро- (мкф=10-6ф).

расчет емкостного сопротивления

Иногда в качестве гашения напряжения в электросхемах удобно применять емкостное сопротивление. Чтобы подключиться, например, к 12 вольтам, обычно устанавливается понижающий трансформатор. Но сравните его с размером и массой гасящего конденсатора: разница бесспорна.
Минусом гасящего конденсатора являются небольшая нагрузка (до 0,1 А) и опасность электропоражения из-за присутствия фазы на потребителе. Если не совать пальцы во включенное устройство, почему не воспользоваться таким преимуществом — конструкция будет выглядеть значительно компактнее.
Предположим, требуется сконструировать какую-нибудь безделушку, питающуюся от Uн=12 В с током потребления I=100 mA.emkost1 Замеряем напряжение электрической сети (f=50 Гц):
Uэ=220 В (чаще бывает больше, иногда — меньше). Значит, надо избавиться от U=Uэ-Uн=220-12=208 В.
Обращаемся к закону Ома для участка цепи: по аналогии с резистором омическое значение конденсатора выразится формулой Xc=U/I. Xc и есть тот самый эквивалент резистора, на котором должно погаситься 208 вольт. Как определить емкостное сопротивление? Зависит оно от изменения частоты и, собственно, от величины емкости:
Xc=1/(2πfC)
Как видно из уравнения, чем выше частота, тем меньше емкость сопротивляется. Для постоянного электротока данная величина математически считается бесконечной.
Продолжаем расчет:
Следуя тому же закону Ома, определим, на скольких омах должны упасть лишние 208 В?
Xc=U/I=208V/0,1A=2080 Ом.
Теперь найдем и величину емкости, соответствующей вычисленному омическому сопротивлению конденсатора. Исходя из Xc=1/2πfC, находим
C=1/(Xc*2πf)=1/(2080*2*3,14*50)=0,0000015311 фарад=1,5 мкф.
Такую емкость с номиналом 400 В желательно выбрать для конструкции. Почему 400? Да потому, что амплитудное значение UA электросети равно Uэ√2, а это более 300 В.
Есть еще один способ расчета емкости для гашения:
C=3180*I/(Uэ-Uн)=3180*0,1/(220-12)=1,5 мкф.
3180 — емкостное сопротивление 1 мкф. Результат выражается сразу в микрофарадах.  Намного проще, но беда в том, что формула годится только для сети 50 Гц.

свойства емкости конденсатора

Несколько замечаний, необходимых начинающему электрику.
Последовательное соединение этих элементов снижает общую емкость (1/C=1/C1+1/C2+1/C3+1/Cn…), но увеличивает допустимый вольтаж (Uс=Uс1+Uс2+Cn…).emkost
Параллельное суммирует все емкости (C=C1+C2+Cn…), допустимый вольтаж берется по наименьшему из них. Так что, если появляются проблемы в наличии необходимой емкости, воспользуйтесь этим свойством.
Особую группу создают электролитические экземпляры, предназначенные для цепей постоянного тока. Особенность — строгое соблюдение подключения плюса и минуса блока питания к выводам. Поменяли полярность — взрыв. В электросети их использовать нельзя — тоже разнесет в клочья, но если очень хочется, подключите ради интереса по такой схеме:emkost2
Все будет в порядке, но использовать данную схему — несерьезно.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Spam protection by WP Captcha-Free