5.0 0.5 3 30

Как рассчитать емкость?

Оксана Логунова
Оксана Логунова
19 февраля 2013
2855
Оцените:
Как рассчитать емкость?

Проводник имеет свойство накапливать электрический заряд – это и есть его электрическая емкость. Существует теория электрических цепей, в которой, емкость – это взаимная емкость двух проводников. Она определяется отношением величины электрического заряда к разности потенциалов между данными проводниками. В данной статье мы рассмотрим, как рассчитать емкость.

Как рассчитать емкость конденсатора

На значение емкости конденсатора влияют следующие показатели: расстояние между обкладками, их площадь, относительная диэлектрическая проницаемость среды, которая расположена между ними. Существует обратная пропорциональная зависимость между емкостью конденсатора и первым из вышеуказанных параметров, и прямая зависимость ее от двух других.

1. Для определения емкости конденсатора, необходимо, в первую очередь, рассчитать площадь его пластин. Если она различна, учитывается меньшая ее значение. Форма пластины определяет способ расчета.

  • Для прямоугольного варианта: S = ab. Здесь: S–площадь (измеряете в м2); a–длина (измеряете в м); b–ширина (измеряете в м)
  • Для круглого варианта: S = π(R^2). Здесь: S – площадь (измеряете в м2); π – число «пи»; R – радиус (измеряете в м).

В некоторых онструкциях бывает, что обкладки свернуты в рулон. Тогда площадь рассчитывается для развернутых пластин.

2. Диэлектрическая проницаемость площади, расположенной между двумя обкладками, также влияет на значение емкости конденсатора. Ее показатели можно узнать из таблицы, находящейся в конце статьи. Она является безразмерной величиной и в вакууме равна 1. В воздухе значение проницаемости составляет примерно 1,00058986, что позволяет считать ее при большинстве расчетов равной единице. Для этого используется следующая формула: C = (ε абс. вак. * ε отн. вещ.* S)/d. Здесь: C – емкость (измеряете в Фарад); ε абс. вак. – абсолютная диэлектрическая проницаемость вакуума, равная - 8,85418 (измеряете в Ф/м); ε отн. вещ. * S–относительная диэлектрическая проницаемость вещества (безразмерная величина); S – площадь наименьшей из обкладок (измеряете в м2); d – расстояние между обкладками (измеряете в м).

3. На действующих конденсаторах емкость, как правило, обозначается в пико-, нано- или микрофарадах. Поэтому, полученные при расчете значения рекомендуется перевести в соответствующую размерность для более удобного представления в схеме.

Как рассчитать емкость аккумулятора

Емкость батареи или аккумулятора определяет количество находящегося в них заряда – Q. Для измерения этого показателя, в основном, используются такие единицы: ампер-час, миллиампер-час. Это означает, например, что, аккумулятор с емкостью 2000 миллиампер-час обеспечивает ток в 1000 миллиампер в течении 2х часов, или ток в 20 миллиампер в течении 100часов. Находящуюся в аккумуляторе энергию можно рассчитать, учитывая напряжение U: E = Q * U. Для определения емкости аккумулятора понадобится специальное устройство.

  • Зарядив аккумулятор, а затем, разрядив его током I, измеряем время разряжения -Т. Емкость вычисляем по формуле Q = I * T. Этой формулой можно рассчитать емкость батареи.
  • Разряжая аккумулятор через резистор R примерно до 1 В, измеряем ток и время разряда: ток разряда вычисляем по формуле I = U/R, время разряда – по часам, работающим от напряжения 2,5-1,5 В. Твердотельное реле, например PVN012, предотвратит полную разрядку аккумулятора.
  • Разряженный аккумулятор подключите к схеме. Часы должны быть установлены на нулевой отметке. При включении схемы, реле замыкает контакты, аккумулятор начинает разряжаться через резистор, напряжение подается на часы. При снижении напряжения на аккумуляторе и резисторе до 1 В, реле разомкнет контакты и часы остановятся.
  • Важно знать, что емкость аккумулятора сразу после зарядки выше, а в дальнейшем заряд теряется в результате саморазрядки. Для определения величины самостоятельного разряда, необходимо измерить емкость аккумулятора сразу и спустя некоторое время – неделю, месяц – после зарядки. Допускается саморазряд аккумулятора типа NiMh – не более 10% за неделю.
  • Уменьшить сопротивление контактов аккумулятора можно изменив схему подключения. Стальная пружина в держателях некоторых аккумуляторов может вызывать потери. В этом случае рекомендуется использовать медный провод в качестве шунта.

Теперь вы знаете, как рассчитать емкость. Полученные знания теперь можете применять на практике!

Подписывайтесь на наши группы в социальных сетях - смешные статьи, картинки и факты!