Ano ang kapasidad sa electrical engineering

Ang kapasidad ng elektrisidad ay nagpapakilala sa pag-aari ng mga kondaktibong katawan upang singilin sa ilalim ng impluwensya ng isang electric field, at din upang maipon ang enerhiya ng kuryente sa larangan ng mga katawan na ito.

Ang isang pagkakatulad ng kapasidad ng kuryente sa larangan ng hydrostatics ay maaaring ang tiyak na kapasidad ng isang sisidlan sa bawat yunit ng taas, na ayon sa bilang ay katumbas ng lugar ng pahalang na seksyon ng sisidlan.

Isipin ang isang mataas na balon. Ang dami ng likido (ang dami ng kuryente sa katawan) na maaaring maimbak sa tangke ay depende sa taas ng pagpuno nito (potensyal ng katawan) pati na rin ang dami ng likido sa bawat yunit ng taas ng tangke (kapasidad ng katawan). Ang dami ng likidong ito, naman, ay nakasalalay sa lugar ng pahalang na bahagi ng tangke - sa diameter nito.

Kung mas malaki ang diameter na ito, at samakatuwid ang volume sa bawat yunit ng taas, mas malaki ang tiyak na kapasidad sa bawat taas ng tangke (ang elektrikal na kapasidad sa pagitan ng dalawang plato ay proporsyonal sa lugar ng mga plato, tingnan - Ano ang tumutukoy sa kapasidad ng isang kapasitor?).Alinsunod dito, nakasalalay ito sa halaga ng dami ng likido sa bawat taas ng yunit at ang trabaho na dapat gastusin sa pagpuno ng tangke.

Ipagpalagay na mayroong dalawang tansong bola na magkapareho ang laki (pula at asul) na matatagpuan sa isang tiyak na distansya mula sa bawat isa sa kalawakan. Kumuha ng 9 volt na baterya at ikonekta ito sa magkasalungat na mga poste sa dalawang bolang ito upang ang «+» ay konektado sa isang bola (sa asul) at «-» sa isa pa (sa pula). Ang isang de-koryenteng potensyal na pagkakaiba na katumbas ng boltahe ng baterya V = 9 volts ay lilitaw sa pagitan ng mga bola.

Ang mga de-koryenteng estado ng dalawang bolang tanso na ito ay agad na naging iba kaysa bago ang baterya ay konektado, dahil ngayon ay may mga kabaligtaran na mga singil sa kuryente sa mga bola na nakikipag-ugnayan, na nakakaranas ng puwersa ng pagkahumaling sa isa't isa.

Maaari nating sabihin na ang baterya ay naglipat ng isang positibong singil + q mula sa kaliwang bola patungo sa kanan at samakatuwid ang potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng mga bola ay naging V = 9 volts. Ngayon ang kaliwang bola ay negatibong sisingilin -q.

Kung magdaragdag kami ng isa pang baterya ng parehong uri sa circuit sa serye, kung gayon ang potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng mga bola ay magiging dalawang beses na mas malaki, ang boltahe sa pagitan ng mga ito ay hindi na 9 volts, ngunit 18 volts, at ang singil ay lilipat mula sa ang bola sa bola ay madodoble din (ito ay magiging 2q) pati na rin ang boltahe. Ngunit ano ang magnitude ng singil na ito q na gumagalaw sa bawat oras na tumaas ang boltahe ng 9 volts?

Malinaw, ang magnitude ng singil na ito ay proporsyonal sa potensyal na pagkakaiba na nilikha sa pagitan ng mga bola. Ngunit sa anong eksaktong numerical ratio ang singil at potensyal na pagkakaiba? Dito kailangan nating ipakilala ang gayong katangian ng konduktor bilang ang de-koryenteng kapasidad C.

Ang kapasidad ay isang sukatan ng kakayahan ng isang konduktor na mag-imbak ng singil sa kuryente. Mahalaga rin na maunawaan na kapag ang unang wire ay sinisingil, ang lakas ng electric field sa paligid nito ay tumataas. Alinsunod dito, tataas ang epekto ng unang naka-charge na wire sa pangalawang naka-charge na wire, lalo na kung magsisimula silang maging malapit sa isa't isa.

Ang puwersa ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga naka-charge na wire ay nagiging mas malaki kung ang distansya sa pagitan ng mga ito ay nagiging mas maliit. Bilang karagdagan, depende sa mga parameter ng daluyan sa pagitan ng mga wire, ang lakas ng kanilang pakikipag-ugnayan ay maaari ding magkakaiba.

Kaya't kung mayroong vacuum sa pagitan ng mga wire, kung gayon ang puwersa ng pagkahumaling sa pagitan ng kanilang mga singil ay magiging isa, ngunit kung ang naylon ay inilalagay sa pagitan ng mga wire sa halip na isang vacuum, kung gayon ang puwersa ng pakikipag-ugnayan ng electrostatic ay magiging triple, dahil ang nylon ay pumasa sa isang electric field sa pamamagitan ng sarili nitong 3 beses na mas mahusay kaysa sa hangin at dahil talaga sa electric field, ang mga naka-charge na wire ay nakikipag-ugnayan sa isa't isa.

Kung ang mga sisingilin na wire ay nagsimulang kumalat mula sa isa't isa sa iba't ibang direksyon, pagkatapos ay mas mababa ang kanilang pakikipag-ugnayan, ang potensyal na pagkakaiba ay magiging mas malaki para sa parehong mga singil, iyon ay, ang kapasidad ng naturang sistema ay bababa sa paghihiwalay ng mga wire. Ang gawain ay batay sa ideya ng kapasidad ng kuryente mga kapasitor.

Mga kapasitor

Ang ari-arian ng mga naka-charge na konduktor na electrostatically ay nakikipag-ugnayan sa isa't isa sa pamamagitan ng bawat isa sa mga electric field na pinaghihiwalay ng isang dielectric ay ginagamit sa mga capacitor.

Sa istruktura, ang mga capacitor ay dalawang plate na tinatawag na plates. Ang mga plato ay pinaghihiwalay ng isang dielectric.Upang makuha ang pinakamalaking posibleng kapasidad, kinakailangan na ang mga plato ay may malaking ibabaw at ang distansya sa pagitan ng mga ito ay minimal.

Ang mga capacitor sa electrical engineering ay nagsisilbing mga accumulator ng elektrikal na enerhiya sa isang electric field na puro sa dami ng dielectric na inilagay sa pagitan ng mga plate ng capacitor, dahil sa kung saan ang singil ay naipon o inalis (sa anyo ng isang electric current).

Ang dalawang plato ay inilalagay sa isang maikling distansya sa loob ng isang selyadong pabahay. Ceramic, polypropylene, electrolytic, tantalum, atbp. — Ang mga capacitor ay naiiba sa uri ng dielectric sa pagitan ng mga plato.

Ang mga capacitor ay mataas na boltahe at mababang boltahe, depende sa lakas ng dielectric.

Depende sa lugar ng mga plate at ang dielectric constant ng dielectric na ginamit, mayroong mga capacitor na may malaking kapasidad, na umaabot sa daan-daang farads (supercapacitors), at maliit na kapasidad - mga yunit ng picofarads.

Ang paggamit ng elektrikal na kapasidad sa electrical engineering

Ang ari-arian ng mga capacitive system ay malawakang ginagamit sa electrical engineering sa mga alternating current na teknolohiya, lalo na sa larangan ng mataas at ultrahigh na frequency.

Sa teknolohiya ng DC, ang capacitance ay ginagamit sa mga permanenteng magnetizing device, para sa pulsed electric welding, pulsed dielectric breakdown tests, current curve smoothing sa rectifiers, atbp.

Ang kapasidad ng anumang sistema ng mga nakahiwalay na pagsasagawa ng mga katawan, na hindi maaaring ganap na bawasan sa zero, sa ilang mga kaso ay maaaring magkaroon ng hindi kanais-nais na epekto sa mga katangian ng mga de-koryenteng aparato (sa anyo ng pagkagambala, capacitive leakage, atbp.).

Maaari mong alisin ang gayong impluwensya o sa pamamagitan ng naaangkop na pagbabayad sa epekto nito (karaniwan gamit ang inductance), o sa pamamagitan ng paglikha ng mga ganitong kondisyon kung saan ang mga potensyal ng ilang partikular na katawan ng system na may paggalang sa mga nakapalibot na bagay ay may pinakamababang halaga (halimbawa, saligan ng isa sa mga katawan).