Единица измерения электрической емкости конденсатора. Единицы измерения электрической емкости конденсатора: фарады, микрофарады, пикофарады

Какая единица измерения емкости конденсатора используется в системе СИ. Как связаны между собой фарады, микрофарады и пикофарады. Почему емкость измеряется в фарадах, а не в кулонах.

Что такое электрическая емкость конденсатора?

Электрическая емкость конденсатора — это физическая величина, характеризующая способность конденсатора накапливать электрический заряд. Емкость определяется отношением накопленного заряда к напряжению между обкладками конденсатора:

C = Q / U

где C — емкость, Q — заряд, U — напряжение.

Емкость зависит от геометрических размеров конденсатора и диэлектрической проницаемости изолятора между обкладками. Чем больше площадь пластин и чем меньше расстояние между ними, тем выше емкость конденсатора.

В каких единицах измеряется емкость конденсатора?

Основной единицей измерения электрической емкости в Международной системе единиц (СИ) является фарад (Ф). Фарад — это очень большая единица, поэтому на практике чаще используются дольные единицы:

• Микрофарад (мкФ) = 10^-6 Ф
• Нанофарад (нФ) = 10^-9 Ф
• Пикофарад (пФ) = 10^-12 Ф

Емкость типичных конденсаторов в электронных схемах обычно составляет от нескольких пикофарад до сотен микрофарад.

Почему емкость измеряется в фарадах, а не в кулонах?

На первый взгляд может показаться логичным измерять емкость в единицах заряда — кулонах, ведь емкость характеризует способность конденсатора накапливать заряд. Однако есть несколько причин, почему используются фарады:

1. Емкость — это отношение заряда к напряжению (C = Q / U), поэтому единица измерения должна отражать это отношение.
2. Заряд конденсатора зависит от приложенного напряжения. При одной и той же емкости заряд может быть разным.
3. Фарад позволяет охарактеризовать конденсатор независимо от текущего напряжения и заряда на нем.
4. Размерность фарада (Ф = Кл/В) отражает физический смысл емкости как отношения заряда к напряжению.

Таким образом, фарад является более универсальной и информативной единицей для характеристики емкости конденсаторов.

Как связаны между собой фарады, микрофарады и пикофарады?

Между единицами измерения емкости существуют следующие соотношения:

• 1 Ф = 1 000 000 мкФ
• 1 мкФ = 1000 нФ
• 1 нФ = 1000 пФ

То есть:

• 1 Ф = 10^6 мкФ = 10^9 нФ = 10^12 пФ
• 1 мкФ = 10^3 нФ = 10^6 пФ
• 1 нФ = 10^3 пФ

При расчетах и измерениях важно правильно переводить значения из одних единиц в другие. Например, емкость 4700 пФ можно выразить как 4,7 нФ или 0,0047 мкФ.

Какие значения емкости имеют типичные конденсаторы?

Диапазон емкостей конденсаторов, используемых в электронике, очень широк. Вот некоторые типичные значения:

• Керамические конденсаторы: 1 пФ — 100 нФ
• Пленочные конденсаторы: 100 пФ — 10 мкФ
• Электролитические конденсаторы: 0,1 мкФ — 10000 мкФ
• Суперконденсаторы: 0,1 Ф — 3000 Ф

При выборе конденсатора важно учитывать не только емкость, но и другие параметры — рабочее напряжение, температурную стабильность, габариты и т.д.

Как обозначается емкость на корпусе конденсатора?

На корпусе конденсатора емкость может быть обозначена несколькими способами:

1. Прямое указание значения и единицы измерения, например «47 мкФ» или «100 пФ»
2. Кодированная маркировка, например «474» означает 47 * 10^4 пФ = 470 нФ
3. Буквенный код, где буква обозначает множитель:
   • p или P — пикофарады
   • n или N — нанофарады
   • u или M — микрофарады

Важно правильно интерпретировать маркировку, чтобы не ошибиться при выборе и использовании конденсатора в схеме.

Как измерить емкость конденсатора?

Для измерения емкости конденсатора используются специальные приборы — измерители емкости или мультиметры с функцией измерения емкости. Процесс измерения обычно включает следующие шаги:

1. Разрядите конденсатор перед измерением, замкнув его выводы.
2. Подключите конденсатор к измерительным щупам прибора, соблюдая полярность для электролитических конденсаторов.
3. Выберите подходящий диапазон измерения на приборе.
4. Считайте показания с дисплея прибора.
5. При необходимости повторите измерение несколько раз для повышения точности.

Точность измерения зависит от качества прибора и соблюдения правильной методики измерения. Для высокоточных измерений могут потребоваться специализированные RLC-метры.

Как рассчитать емкость конденсатора?

Емкость плоского конденсатора можно рассчитать по формуле:

C = (ε * ε0 * S) / d

где:

• C — емкость в фарадах
• ε — относительная диэлектрическая проницаемость материала между обкладками
• ε0 — электрическая постоянная (8.85 * 10^-12 Ф/м)
• S — площадь перекрытия обкладок в квадратных метрах
• d — расстояние между обкладками в метрах

Эта формула показывает, что емкость конденсатора прямо пропорциональна площади пластин и обратно пропорциональна расстоянию между ними. Также емкость зависит от свойств диэлектрика между обкладками.

Единицы измерения емкости конденсаторов

Конденсатор представляет собой электрическое устройство, которое обладает возможностью накапливать заряд, состоит из обкладок и слоя диэлектрика между ними. Одной из важнейших характеристик прибора является ёмкость. В Международной системе СИ за единицу измерения ёмкости конденсатора принимают фарад:. Международное обозначение — F.

Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

• Как определить емкость конденсатора?
• Работаем с цифровым мультиметром. Часть 3
• Конвертер единиц емкости конденсатора
• Конвертер величин
• Электрическая ёмкость, конденсатор.
• Емкость конденсатора: единица измерения
• Энциклопедия по машиностроению XXL

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: UNI-T UT601 Прибор для измерения емкости конденсаторов и сопротивления

Как определить емкость конденсатора?

Основной характеристикой конденсатора является его емкость. Очень часто замеры емкости требуется проводить в электролитическом конденсаторе.

В отличие от керамических и оксидных конденсаторов, которые редко выходят из строя разве что в результате пробоя диэлектрика , электролитическим деталям свойственна потеря ёмкости из-за высыхания электролита.

Поскольку работа электронных схем сильно зависит от емкостных характеристик, то необходимо знать, как определить емкость конденсатора. Измерить емкость проще всего с помощью измерителя C и ESR.

Для этого контакты измерительных щупов подсоединяют к выводам конденсатора, соблюдая полярность электролитических деталей. При этом результаты измерений выводятся на дисплей. Рисунок 1. Радиолюбители, которым часто приходится делать измерения, приобретают такой прибор или изготавливают его самостоятельно.

Ножки конденсатора вставляем в соответствующее гнездо соблюдая полярность подключения и считываем его параметры. Для этого потребуется источник питания, к которому подключают конденсатор по простой схеме рис. Подчеркнём ещё раз, что точность измерения ёмкости данным способом не слишком высока, но определить работоспособность радиоэлемента на основании такого измерения вполне возможно. Некоторые узлы электронных приборов исправно работают, если есть небольшие отклонения от номинальных емкостей, главное, чтобы не было электрического пробоя.

Таким же методом можно вычислить параметры керамического радиоэлемента. Для этого необходимо подключить RC-цепочку через трансформатор и подать переменное напряжение. С приемлемой точностью можно определить ёмкость конденсатора с помощью цифрового или обычного электронного осциллографа. Принцип похож на метод измерения ёмкости тестером.

Разница только в том, что не потребуется секундомер, так как с высокой точностью время зарядки конденсатора отображается на экране осциллографа. Если применить генератор частоты и последовательную RC-цепочку рис. При измерении ёмкостей неполярных конденсаторов часто вместо RC-цепочки собирают мостовую схему с частотным генератором показано на рис.

Сопротивления резисторов подбирают в зависимости от параметров номинальных напряжений измеряемых деталей. При наличии баллистического гальванометра также можно определить ёмкость конденсатора. Для этого используют формулу:. Из-за падения сопротивления утечки ёмкость конденсаторов уменьшается. Энергия теряется вместе с током утечки. Описанные выше методики определения ёмкости позволяют определить исправность конденсаторов. Значительное отклонение от номиналов говорит, что конденсаторы неисправны.

Пробитый электролитический радиоэлемент легко определяется путём измерения сопротивления. Если сопротивление стремится к 0 — изделие закорочено, а если к бесконечности — значит, есть обрыв. Следует опасаться сильного электрического разряда при подключениях щупов к большим электролитам. Они могут накапливать мощный электрический заряд от постоянного тока, который молниеносно высвобождается током разряда.

Напомним, что единицей емкости в системе СИ является фарада обозначается F или Ф. Это очень большая величина, поэтому на практике используются дольные величины:.

Мы перечислили название единиц и их сокращённое обозначение потому, что они часто встречаются в маркировке крупных конденсаторов см.

Обратите внимание на маркировку плоского конденсатора второй сверху : после трёхзначной цифры стоит буква М. Буквами обозначены допуски, то есть, процент отклонения от ёмкости, обозначенной на корпусе. Теперь расшифруем надпись на корпусе третьего изделия. На этом простом примере видно, какая большая путаница в маркировке. Особенно запутана кодовая маркировка, применяемая для крохотных конденсаторов.

Дело в том, что можно встретить конденсаторы, маркировка которых выполнена старым способом и детали с современной кодировкой, в соответствии со стандартом EIA. Одни и те же символы можно по-разному интерпретировать. В кодовой маркировке используются прописные буквы латинского алфавита, указывающие допуски.

Один пример мы рассмотрели, анализируя маркировку на рис. Если в кодировке отсутствует символ из приведённого выше списка, а стоит другая буква, то она может единицу измерения емкости. Важным параметром является его рабочее напряжение конденсатора. Но так как в данной статье мы ставим задачу по определению ёмкости, то пропустим описание маркировки напряжений.

Описывать значение каждого цвета не имеет смысла, так как это понятно из следующей таблицы рис.

Запомнить символику кодовой и цветовой маркировки довольно трудно. Если вам не приходится постоянно заниматься подбором конденсаторов, то проще пользоваться справочниками или обратиться к информации, изложенной в данной статье. Понравилась статья? Поделиться с друзьями:. Вам также может быть интересно. Комментарии и отзывы Добавить комментарий Отменить ответ. Политика конфиденциальности Пользовательское соглашение О нас.

Работаем с цифровым мультиметром. Часть 3

Раздел недели: Символы и обозначения оборудования на чертежах и схемах Техническая информация тут. Перевод единиц измерения величин Таблицы числовых значений Алфавиты, номиналы, единицы тут Математический справочник Физический справочник Химический справочник Материалы Рабочие среды Оборудование Инженерное ремесло Инженерные системы Технологии и чертежи Личная жизнь инженеров Калькуляторы. Поставщики оборудования. Полезные ссылки. Адрес этой страницы вложенность в справочнике dpva. Перевод единиц измерения физических величин. Таблицы перевода единиц величин.

Единица измерения емкости в системе СИ и других системах. Фарады через основные единицы системы. Определение кратных единиц ёмкости.

Конвертер единиц емкости конденсатора

На нашем сайте собрано более бесплатных онлайн калькуляторов по математике, геометрии и физике. Не можете решить контрольную?! Мы поможем! Более 20 авторов выполнят вашу работу от руб! Подскажите, пожалуйста, в чем измеряется емкость конденсатора в системе СИ? Как данная единица измерения выражается через основные единицы системы СИ? Давайте начнем с предложенной Вами задачи.

Конвертер величин

Фарад — очень большая ёмкость. Емкостью 1Ф обладал бы уединенный шар, радиус которого был бы равен 13 радиусам Солнца. Для сравнения, ёмкость Земли шара размером с Землю, как уединенного проводника составляет всего около микрофарад. Промышленно выпускаемые конденсаторы обычно имеют номиналы измеряемые в нано- и пикофарадах. Впрочем, ёмкость т.

Понятие электрической емкости.

Электрическая ёмкость, конденсатор.

Основной характеристикой конденсатора является его емкость. Очень часто замеры емкости требуется проводить в электролитическом конденсаторе. В отличие от керамических и оксидных конденсаторов, которые редко выходят из строя разве что в результате пробоя диэлектрика , электролитическим деталям свойственна потеря ёмкости из-за высыхания электролита. Поскольку работа электронных схем сильно зависит от емкостных характеристик, то необходимо знать, как определить емкость конденсатора. Измерить емкость проще всего с помощью измерителя C и ESR. Для этого контакты измерительных щупов подсоединяют к выводам конденсатора, соблюдая полярность электролитических деталей.

Емкость конденсатора: единица измерения

Random converter. Знаете ли вы что общего имеют кетчуп, масляные краски и смесь кукурузного крахмала и воды. Если нет — всего один щелчок и вы узнаете! Конденсаторы — устройства для накопления заряда в электронном оборудовании. Электрическая емкость — это величина, характеризующая способность проводника накапливать заряд, равная отношению электрического заряда к разности потенциалов между проводниками:. Здесь Q — электрический заряд, измеряется в кулонах Кл , — разность потенциалов, измеряется в вольтах В. В системе СИ электроемкость измеряется в фарадах Ф.

Довольно сложно увидеть маркировку маленьких конденсаторов, потому что площадь Основной единицей измерения емкости является фарад (Ф).

Энциклопедия по машиностроению XXL

Конденсаторы от лат. Емкость конденсатора зависит от размеров площади обкладок, расстояния между ними и свойств диэлектрика. Важным свойством конденсатора является то, что для переменного тока он представляет собой сопротивление, величина которого уменьшается с ростом частоты. Как и резисторы, конденсаторы разделяют на конденсаторы постоянной емкости, конденсаторы переменной емкости КПЕ , подстроечные и саморегулирующиеся.

Говоря о ёмкости, мы чаще всего подразумеваем вместительность. То есть, если рассматривать ёмкость какого либо сосуда, то здесь мы под ёмкостью понимаем количество литров вещества, которое он может вместить. Или, например, количество килограммов конкретного вещества. Иными словами — ёмкость, это количественная характеристика, отражающая способность какого либо транспортного объекта размещать в себе транспортируемое вещество. Ещё проще, ёмкость — это вместительность.

Основной характеристикой конденсатора является его ёмкость, характеризующая способность конденсатора накапливать электрический заряд.

Каждый радиолюбитель должен хоть не много, но разбираться в маркировке тех или иных радиоэлектронных компонентов. Безусловно, для этого имеется множество самых разнообразных справочников, в которых подобная информация представлена в достаточном объёме. В этой статье присутствую данные по кодовой маркировке конденсаторов и сводные таблицы конвертации емкостей. Для того что бы хорошо разобраться в кодовой маркировке конденсаторов используйте соответствующие справочники.

В этой статье присутствует малая часть всевозможных вариантов обозначений номиналов конденсаторов.

В этой статье: Маркировка больших конденсаторов Интерпретация маркировки конденсаторов 23 Источники. Маркировка конденсаторов обладает большим разнообразием по сравнению с маркировкой резисторов. Довольно сложно увидеть маркировку маленьких конденсаторов, потому что площадь поверхности их корпусов очень незначительная.

Медицинский словарь — значение слова Фарад (farad)

• Home
• Медицина / Медицинский словарь

А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Я

единица электрической емкости в системе СИ, равная емкости конденсатора, между обкладками которого при заряде в 1 Кл возникает электрическое напряжение, равное 1 В. Обозначение: Ф.

Смотреть значение

Фарад (farad) в других словарях

Фарад М. И Фарада Ж. — 1. Единица измерения электрической емкости.
Толковый словарь Ефремовой

Фарад — см. фарада
Толковый словарь Кузнецова

Фарад — единица СИ электрической емкости; обозначается Ф. Название поимени М. ея. 1Ф = 8,99.1011 см (в единицах СГСЭ) = 10-9 в единицахСГСМ. Чаще применяются дольные единицы: микрофарад……..
Большой энциклопедический словарь

Фарад — Единица электрической емкости в СИ.
Словарь мер и весов

Фарад — (farad) — единица электрической емкости в системе СИ, равная емкости конденсатора, между обкладками которого при заряде в 1 Кл возникает электрическое напряжение, равное 1 В. Обозначение: Ф.
Психологическая энциклопедия

Френ- (phren-), Френо (phreno-) Флебэктомия (phlebectomy) Флюпентиксол (flupenthixot) Фот- (phot-), Фото- (photo-) Флюмазенил (flumawnil) Фрамбезия I (framboesia) Фаланги (phalanges), Фаланга (раа/алх) Фуксин (fuchsin, Magenta) Формация Ретикулярная, Система Ретикулярная Активирующая (reticular Activating System) Фактор Роста Тромбоцитарный (pdgf) Фибрилляция (fibrillation) Фибросаркома (fibrosarсота) Фторид (fluoride) Фурункул Аллепский (aleppo Boil) Фитогенез (phylogenesis) Фарингоэктомия (pharyngectomy) Филярия (filaria, Множ. Fllariae) Фиксация Мыслей (thought-stopping) Фумигация, Окуривание (fumigation) Флюктуация, Колебание (fluctuation)

Посмотреть в Wikipedia статью для

Фарад (farad)

Как работают конденсаторы Как измерить накопленный заряд формулы

Конденсаторы

30. 01.2022 | Просмотров: 2876 | Схемы | автор: ELECTRONOOBS

Доля

Сегодня я буду использовать конденсатор с плоскими пластинами для некоторых экспериментов. Сегодня мы начнем с первого класса и речь пойдет о конденсаторах. Я хочу показать вам, как они работают, некоторые связанные уравнения с конденсаторами, какие типы у нас есть и как площадь, диэлектрик и расстояние между пластинами могут повлиять на характеристики конденсатора. Кроме того, мы увидим, как измерить накопленный заряд внутри конденсатора, используя несколько классных формул.

Часть 1. Как работают конденсаторы?

Итак, как работает доза конденсатора? Что ж, самое простое представление конденсатора — это две проводящие пластины, подобные приведенным ниже, расположенные рядом друг с другом, но никогда не касаются , и обычно между ними находится какой-то диэлектрик , и мы увидим, какой диэлектрик находится в данный момент. С другой стороны, мы знаем, что электроны имеют отрицательный заряд. Отрицательное с отрицательным будет отталкивать друг друга, а положительное с отрицательным притягиваться, все благодаря электрическим полям. Идея конденсатора состоит в том, чтобы хранить эти электроны на своих металлических пластинах. Но вы видите, вы не можете добавить больше электронов к металлу, потому что они будут вытеснены другими электронами, которые уже есть в металле. Если только вы не нанесете положительный заряд на другую сторону, чтобы они притянулись. Эта сила притяжения (электрическое поле) могла бы преодолеть толкающую силу, создаваемую электронами, отталкивающими друг друга, и, таким образом, на металлических пластинах конденсатора накапливался бы больший заряд. Чем больше это электрическое поле, тем больше заряда мы можем передать металлической пластине.

Чтобы создать отрицательный и положительный заряд, мы прикладываем к пластинам перепад напряжения , но пластины никогда не касаются друг друга. С помощью этой разницы потенциалов мы теперь можем выталкивать электроны на правую пластину и высасывать их из левой пластины, создавая положительный заряд. Поскольку металлические пластины не соприкасаются, электроны не могут перейти на другую сторону, чтобы заполнить положительные отверстия. Но между положительным и отрицательным зарядом существует электрическая сила, и эта сила удерживает их вместе. Так что даже если я отключу подачу напряжения, так как заряду некуда деться, конденсатор сохранит свой заряд. Вот как мы можем хранить энергию внутри конденсатора.

Часть 2. Типы конденсаторов

А что, если я подключу аккумулятор наоборот. У этого идеального конденсатора левая и правая металлические пластины одинаковы, поэтому он будет работать без проблем. Но в зависимости от материалов, которые мы используем для изготовления конденсаторов, это может быть проблемой, и это может случиться с вашим конденсатором. Видите ли, есть несколько типов материалов, которые мы могли бы использовать для изготовления конденсаторов, таких как керамика , тантал, электролит, полимер, слюда, пленка или кремний 9. 0023, и каждый из них имеет свои особенности.

Например, для электролитических и танталовых конденсаторов эти материалы делают их поляризованными, и мы используем такие символы, чтобы обозначить их как поляризованные или неполяризованные. Мы можем видеть электролитический или танталовый конденсатор с линией, указывающей на отрицательный контакт. Если вы разместите их задом наперёд, они могут не сработать или даже взорваться. Посмотрите видео ниже и посмотрите, как взрываются конденсаторы !

Часть 3 — Диэлектрик

Итак, это была основная часть о конденсаторах. До сих пор между металлическими пластинами у нас был воздух. Мы называем материал между пластинами диэлектриком , а в электромагнетизме это электрический изолятор, который может поляризоваться электрическим полем. Воздух — это диэлектрик, пластик — еще один диэлектрик, резина может быть диэлектриком, стекло или даже дерево — диэлектриком для конденсаторов. Но в зависимости от используемого материала для диэлектрика свойства конденсатора будут меняться. Единицей измерения конденсаторов является емкость, которая измеряется в фарадах в честь Майкла Фарадея. Эта емкость идеально равна площади пластин, деленной на расстояние между пластинами и умноженной на электростатическую постоянную. Эта константа равна эпсилон 0, умноженному на эпсилон r, где эпсилон 0 — диэлектрическая проницаемость пустоты, а эпсилон r — диэлектрическая проницаемость используемого материала. Таким образом, очевидно, что на емкость конденсатора влияет материал, из которого изготовлен диэлектрик.

Ниже приведена таблица с различными материалами и каждой соответствующей диэлектрической проницаемостью. Как вы можете видеть, воздух имеет диэлектрическую проницаемость 1. Но стекло, например, имеет диэлектрическую проницаемость от 5 до 10, поэтому очевидно, используя формулу выше, если расстояние и площадь остаются прежними, но мы меняем диэлектрик с воздуха на стекла, емкость должна быть выше.

Часть 4 — Расстояние между пластинами

Из той же формулы мы также можем видеть, что емкость может меняться в зависимости от расстояния. Чем меньше расстояние между пластинами, тем выше будет емкость. Опять же, я измеряю емкость этих двух металлических пластин. Теперь я уменьшаю расстояние между ними. Как видите, емкость теперь выше. И он станет ниже, если я увеличу расстояние. Чтобы получить очень высокие значения, производители используют очень тонкие материалы, свернутые вместе, чтобы проводящий материал всегда был изолирован. Таким образом, у нас есть огромная площадь и очень небольшое расстояние между ними, что приводит к высоким значениям емкости.

Часть 5 — Площадь конденсатора

Чем больше общая площадь, тем выше будет емкость. В этом примере, когда я сдвигаю одну пластину в сторону, общая площадь становится меньше, поэтому, как вы можете видеть, емкость уменьшается. На самом деле, мы можем видеть это с переменными конденсаторами, такими как этот здесь. Вращением ручки можно разделить большую или меньшую площадь, поэтому значение становится выше или ниже. И, как я уже говорил вам ранее, чтобы получить наибольшую площадь и минимальный объем, производители упаковывают конденсаторы вот так, где проводник и диэлектрик свернуты вместе в цилиндре.

Часть 6. Расчет накопленного заряда

Другая формула состоит в том, что электрическое поле равно приложенному напряжению, деленному на расстояние. Электрическое поле должно быть постоянным, так что произойдет, если я увеличим расстояние с тем же напряжением. Что ж, еще один эксперимент, который мы можем провести с этими пластинами, — вычислить накопленный заряд внутри конденсатора. Что нам нужно сделать, так это зарядить пластины, скажем, до 12 В, когда расстояние составляет 1 мм, а затем отключить источник питания. Затем увеличиваем расстояние при измерении напряжения и расстояния, и по формуле ранее, так как поле должно быть постоянным, напряжение должно увеличиваться. Мы можем сделать замеры и составить таблицу, где у нас есть напряжение и расстояние в мм. Затем мы передаем эти значения в инвертированные значения, то есть 1 делим на напряжение и 1 делим на расстояние. Мы наносим эти значения на график и делаем линейную регрессию этой линии в Excel. Это даст уравнение, которое мы могли бы использовать, в приведенном ниже примере y = 0,0545x + 0,0336.

Это уравнение на самом деле представляет 1/V = a * 1/d + b. Теперь мы получаем это 0,0545 и называем его, например, «а». Затем из этих двух других формул и предыдущего уравнения мы можем получить, что Q, который представляет собой накопленный заряд, равен эпсилону 0, умноженному на площадь конденсатора, деленному на это число «а». Поскольку мой конденсатор круглый, площадь в моем случае равна пи R в квадрате, где R — радиус моей металлической пластины, и мы можем легко это измерить. Поместите эту площадь в наше уравнение, и мы получим накопленный заряд.

Часть 7 — Посмотреть полный видеоурок

Я надеюсь, что теперь вы знаете больше о конденсаторах. Если мои видео помогут вам, поддержите мою работу на моем PATREON или сделайте пожертвование на моем PayPal. Еще раз спасибо и увидимся позже, ребята.

Поддержите меня на PayPal

Поддержите меня на PATReon

30.01.2022 | Просмотров: 2876 | Схемы | автор: ELECTRONOOBS

Поделиться

Электростатика — Почему емкость не измеряется в кулонах?

$\begingroup$

Я понимаю, что простейшее уравнение, используемое для описания емкости, это $C = \frac{Q}{V}$. Хотя я понимаю, что это не дает очень интуитивного объяснения, и более подходящим уравнением было бы то, которое связывает заряд с площадью пластин и расстоянием между ними, у меня возникают проблемы с пониманием этого в целом. Емкость, кажется, описывает способность двух пластин накапливать заряд (я понимаю, что электрическое поле, создаваемое между ними, обычно является фокусом, а не фактическим зарядом). Разве это не должно быть просто измерено в единицах заряда, таких как кулоны? Я уверен, что это связано с отсутствием более фундаментального понимания электрического потенциала и разности потенциалов, но я действительно этого не понимаю.

• электростатика
• заряд
• напряжение
• емкость
• размерный анализ

$\endgroup$

2

$\begingroup$

Здесь можно провести аналогию с сосудом высокого давления и спросить, какая масса воздуха поместится внутри.

Хотя резервуар имеет фиксированный объем, количество воздуха, попадающего внутрь, зависит от давления, которое вы используете для его нагнетания. Какое-то время зависимость остается линейной. При двойном давлении у вас будет двойная масса воздуха.

Точно так же у конденсатора нет фиксированного заряда, который бы подходил. Величина зависит от используемого электрического «давления» (напряжения).

На самом деле полезно исходное уравнение. Если мы не создаем его, мы обычно не заботимся о физических характеристиках конденсатора. Вместо этого мы хотим знать, сколько зарядов переместится, если мы изменим напряжение. Для «большего» конденсатора (более высокой емкости) при заданном напряжении поместится больше заряда.

9{-1} = F$, фарад.

Теперь рассмотрим вашу идею определения емкости конденсатора таким образом, чтобы она имела единицу измерения кулон , т.е. это мера количества накопленного заряда.
Проверка заключается в том, чтобы убедиться, что ваше определение емкости полезно.
Я выбираю из ящика стола конденсатор и помещаю на него заряд $3\,\rm C$, таким образом, по вашим словам, конденсатор имеет емкость $3\,\rm C$.
Мой коллега разрядил конденсатор и поместил на него заряд $7\,\rm C$, таким образом, по вашим словам, конденсатор имеет емкость $7\,\rm C$.
Маркировка какого номинала нанесена на конденсатор, $3\,\rm C,\, 7\,\rm C,\, . . . . . .$?

Во время калибровки я обнаружил, что разность потенциалов между пластинами составляет $3\,\rm V$, а мой коллега обнаружил, что разность потенциалов составляет $7\,\rm V$.
Используя определение $C= \frac QV$, мы с моим коллегой согласны с тем, что емкость конденсатора равна $\frac 3 3$ и $\frac 77$, и, таким образом, мы можем обозначить конденсатор как имеющий емкость $1\, \гм F$.

Я бы предположил, что определение $C= \dfrac QV$ будет более полезным, чем ваше определение?

$\endgroup$

$\begingroup$

Емкость — это , а не мера того, сколько заряда хранится на пластинах.

Это мера накопленного заряда на вольт постоянного напряжения .

Точно так же, как, скажем, давление — это не количество приложенной силы, а количество силы на площадь приложенного. Вы не должны игнорировать квалификатор в таких определениях.

Таким образом, естественно, единицами измерения емкости являются не просто кулоны, а Кулон на вольт . (Это может быть переписано в кулон-квадрат на джоуль, если хотите, поскольку вольт — это название для джоуля на кулон, иногда более используемая комбинация SI.) Затем этой комбинации единиц дается имя: фарад. Другое определение емкости, на которое вы ссылаетесь, связано с геометрическими параметрами вместе с диэлектрической проницаемостью — эта комбинация заканчивается эквивалентными единицами, хотя это не очевидно.

$\endgroup$

0

$\begingroup$

Определение емкости $C=Q/V$ предполагает, что ее следует измерять в единицах заряда на единицу потенциала.

Примечание: Что более забавно, так это то, что в некоторых системах единиц (например, в СГС) единицы емкости оказываются единицами длины.

$\endgroup$

8

$\begingroup$

Емкость, как вы ее описали, равна емкости для накопления заряда — это не сам заряд. Так почему вы ожидаете, что это будет измеряться в единицах заряда?

Для единиц СИ было решено измерять каждую физическую величину только с помощью 7 основных единиц, а именно секунды, метра, килограмма, ампера, кельвина, моля и канделы. Все другие единицы, называемые производными единицами, должны определяться с помощью того, как они соотносятся с двумя или более базовыми единицами.

Поскольку заряд представляет собой ток, умноженный на время, его единицей СИ является $A.s$. Затем, поскольку электрический потенциал представляет собой потенциальную энергию, деленную на заряд, его единицей в системе СИ становится $кг. {-2}$, которая названа фарадами в честь Майкла Фарадея.

$\endgroup$

5

$\begingroup$

Я уверен, что это из-за отсутствия более фундаментального понимания

… но я бы сказал, что дело не в непонимании концепции в исследованиях электричества, а в гораздо более общей концепции: есть абсолютные величины (например, заряд), а затем есть относительные величины (которые иногда являются производными). ), где мы сравниваем два по уважительной причине. Это в высшей степени общее правило, что практически любое количество, которое у вас есть, как абсолютное, так и относительное, может быть полезным и практичным. Примеры:

1. Я могу заплатить определенную цену за покупку конфет, но у конфет, вероятно, есть цена за единицу — цена за количество, то есть относительное количество.
2. В какой-то ситуации я могу пройти 2,0 км как абсолютное расстояние, но просто полезно учитывать мою врожденную способность ходить и измерять это как скорость.
3. В очень конкретном случае, когда я использую свою микроволновую печь с определенными настройками и кладу 400 граммов определенного продукта для разогрева, требуется определенное время нагрева. Но в физике и вообще для понимания того, как работают вещи, полезно понять, насколько трудно или легко нагревается сама пища как материал. Таким образом, мы в конечном итоге делим время на массу, что позволяет нам предсказывать различные ситуации и результаты.

Похоже, вы «мысленно застряли» на абсолютном состоянии конкретной, заданной системы с определенным выбором конденсатора и напряжения. Сравнение емкости (как упоминалось в других ответах) с напряжением является производной концепцией, которая не заботится о напряжении между его пластинами, а только о свойствах конкретного типа конденсатора. Только когда вы знаете напряжение, вы можете узнать, сколько на самом деле заряда, но это просто совершенно другое количество в очень частном случае.

Понятно, что иногда человек может хорошо разбираться в формулах и чувствовать себя комфортно, но с трудом понимает, почему они таковы.