Kondensatorių skaičiuoklė (nuoseklusis, lygiagretusis, krūvis ir energija)
Įveskite savo reikšmes. Atsakymas ir visas sprendimas atsinaujina jums rašant.
Rezultatas
| Kondensatorius | Talpa | Įtampa | Krūvis | Energija |
|---|---|---|---|---|
| C1 | 10 µF | 7,197 V | 71,97 µC | 259 µJ |
| C2 | 22 µF | 3,271 V | 71,97 µC | 117,7 µJ |
| C3 | 47 µF | 1,531 V | 71,97 µC | 55,11 µJ |
Sujunkite kondensatorius nuosekliai ar lygiagrečiai ir raskite kiekvieno krūvį bei įtampą arba apskaičiuokite vieno kondensatoriaus krūvį Q = C·V ir sukauptą energiją E = ½·C·V². Trečiasis režimas pagal plokštelių plotą, tarpą ir dielektriką apskaičiuoja plokščiojo kondensatoriaus talpą ir patikrina, ar laukas nepramuštų oro tarpelio.
Sprendimas žingsnis po žingsnio
Nuosekliai: sudėkite atvirkštinius dydžius
Krūvis ir energija
Pagrindinės formulės
- Laiko konstanta
- τ = RC | τ = L/R
- Atsakas
- x(t) = x(∞) + [x(0) − x(∞)]·e−t/τ
- Kondensatorius esant nuolatinei srovei
- atvira grandinė; vC negali kisti šuoliu
Kaip apskaičiuoti nuosekliai ir lygiagrečiai sujungtus kondensatorius
- Lygiagrečiai: kondensatoriai turi tą pačią įtampą, todėl jų krūviai sumuojasi. Ekvivalentinė talpa yra suma: C = C₁ + C₂ + C₃.
- Nuosekliai: kiekvienas kondensatorius turi tą patį krūvį. Sudėkite atvirkštines vertes: 1/C = 1/C₁ + 1/C₂ + 1/C₃. Rezultatas mažesnis už mažiausią kondensatorių.
- Kai visam deriniui prijungta įtampa V, bendrasis krūvis yra Q = C·V, o sukaupta energija E = ½·C·V².
- Nuosekliai kiekvieno kondensatoriaus įtampa yra Vᵢ = Q/Cᵢ, todėl didžiausia įtampa tenka mažiausiam kondensatoriui. Lygiagrečiai kiekvieno krūvis yra Qᵢ = Cᵢ·V.
- Plokščiajam kondensatoriui C = ε₀·εr·A/d, kur ε₀ = 8,854 × 10⁻¹² F/m, plokštelės plotas A yra m², o tarpas d – m.
Klausimai ir atsakymai
Kodėl nuosekliai sujungti kondensatoriai ir rezistoriai elgiasi priešingai?
Nuosekliai sujungtų rezistorių varžos sumuojasi, nes srovė teka per kiekvieną iš eilės. Nuosekliai sujungti kondensatoriai veikia kaip vienas kondensatorius su storesniu dielektriku, todėl talpa mažėja; sumuojasi atvirkštinės vertės. Lygiagrečiai plokštelių plotai iš esmės sumuojasi, todėl sumuojasi ir talpos.
Kiek energijos sukaupia kondensatorius?
E = ½·C·V² = ½·Q·V = Q²/(2C). 470 µF kondensatorius, įkrautas iki 25 V, sukaupia ½ × 470 × 10⁻⁶ × 25² = 0,147 J. Dideli kondensatoriai gali likti įkrauti ir išjungus maitinimą, todėl prieš liesdami išvadus juos iškraukite.
Kas yra santykinė dielektrinė skvarba εr?
Ji parodo, kiek dielektrikas padidina talpą, palyginti su vakuumu. Oro ji apie 1,0006, PTFE apie 2,1, stiklo apie 5–10, o keraminių dielektrikų – nuo maždaug 10 iki kelių tūkstančių.
Kokios įtampos kondensatorių pasirinkti?
Aukštesnės už didžiausią įtampą, kuri jį veiks, paprastai su 20–50 % atsarga. Nuosekliai įtampos tarp kondensatorių pasiskirsto nevienodai, nebent jie vienodi, todėl kiekvieną patikrinkite pagal Vᵢ = Q/Cᵢ.
Pasipraktikuokite patys
Praktikuoti temą RC ir RL pereinamieji procesai
Skaičiuoklė pateikia atsakymą. Per egzaminą jums reikia metodo: praktikuokite jį su naujais uždaviniais, užuominomis ir sprendimais.