Як розрахувати ємність?

Провідник має властивість накопичувати електричний заряд - це і є його електрична ємність. Існує теорія електричних ланцюгів, в якій, ємність - це взаємна ємність двох провідників. Вона визначається відношенням величини електричного заряду до різниці потенціалів між даними провідниками. У даній статті ми розглянемо, як розрахувати ємність.

Як розрахувати ємність конденсатора

На значення ємності конденсатора впливають наступні показники: відстань між обкладинками, їх площа, відносна діелектрична проникність середовища, яка розташована між ними. Існує зворотний пропорційна залежність між ємністю конденсатора і першим з вищевказаних параметрів, і пряма залежність її від двох інших.

1. Для визначення ємності конденсатора, необхідно, в першу чергу, розрахувати площа його пластин. Якщо вона різна, враховується менша її значення. Форма пластини визначає спосіб розрахунку.

• Для прямокутного варіанти: S = ab. Тут: S-площа (вимірюєте в м2) - a-довжина (вимірюєте в м) - b-ширина (вимірюєте в м)
• Для круглого варіанти: S =? (R ^ 2). Тут: S - площа (вимірюєте в м2) -? - Число «пі» - R - радіус (вимірюєте в м).

У деяких онструкциях буває, що обкладки згорнуті в рулон. Тоді площа розраховується для розгорнутих пластин.

2. Діелектрична проникність площі, розташованої між двома обкладинками, також впливає на значення ємності конденсатора. Її показники можна дізнатися з таблиці, що знаходиться в кінці статті. Вона є безрозмірною величиною і в вакуумі дорівнює 1. У повітрі значення проникності становить приблизно 1,00058986, що дозволяє вважати її при більшості розрахунків дорівнює одиниці. Для цього використовується наступна формула: C = (? Абс. Вак. *? Отн. Вещ. * S) / d. Тут: C - ємність (вимірюєте в Фарад) -? абс. вак. - Абсолютна діелектрична проникність вакууму, рівна - 8,85418 (вимірюєте в Ф / м) -? отн. вещ. * S-відносна діелектрична проникність речовини (безрозмірна величина) - S - площа найменшою з обкладок (вимірюєте в м2) - d - відстань між обкладинками (вимірюєте в м).

3. На діючих конденсаторах ємність, як правило, позначається в пико-, нано- або мікрофарадах. Тому, отримані при розрахунку значення рекомендується перевести у відповідну розмірність для більш зручного представлення в схемі.

Як розрахувати ємність акумулятора

Ємність батареї або акумулятора визначає кількість знаходиться в них заряду - Q. Для вимірювання цього показника, в основному, використовуються такі одиниці: ампер-годину, міліампер-година. Це означає, наприклад, що, акумулятор з ємністю 2000 міліампер-година забезпечує струм в 1000 міліампер протягом 2х годин, або струм в 20 міліампер протягом 100часов. Що знаходиться в акумуляторі енергію можна розрахувати, враховуючи напругу U: E = Q * U. Для визначення ємності акумулятора знадобиться спеціальний пристрій.

• Зарядивши акумулятор, а потім, розрядивши його струмом I, вимірюємо час розрядження -Т. Ємність обчислюємо за формулою Q = I * T. Цією формулою можна розрахувати ємність батареї.
• Розряджаючи акумулятор через резистор R приблизно до 1 В, вимірюємо струм і час розряду: струм розряду обчислюємо за формулою I = U / R, час розряду - по годинах, що працює від напруги 2,5-1,5 В. Твердотільні реле, наприклад PVN012 , запобіжить повну розрядку акумулятора.
• Розряджений акумулятор підключіть до схеми. Годинники повинні бути встановлені на нульовій позначці. При включенні схеми, реле замикає контакти, акумулятор починає розряджатися через резистор, напруга подається на годинник. При зниженні напруги на акумуляторі і резистори до 1 В, реле розімкне контакти і годинник зупиняться.
• Важливо знати, що ємність акумулятора відразу після зарядки вище, а в подальшому заряд втрачається в результаті саморазрядкі. Для визначення величини самостійного розряду, необхідно виміряти ємність акумулятора відразу і через деякий час - тиждень, місяць - після зарядки. Допускається саморазряд акумулятора типу NiMh - не більше 10% за тиждень.
• Зменшити опір контактів акумулятора можна змінивши схему підключення. Сталева пружина в власниках деяких акумуляторів може викликати втрати. У цьому випадку рекомендується використовувати мідний провід в якості шунта.

Тепер ви знаєте, як розрахувати ємність. Отримані знання тепер можете застосовувати на практиці!