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Capacitance

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Un condensateur est indispensable dans les circuits car il résiste aux variations de tension en stockant égale et en face de charges sur ses bornes conductrices et puis qui fournit l’énergie quand la tension d’alimentation descend.

Un condensateur se compose de deux bornes conductrices, telles que les deux plaques dans un « condensateur à plaques parallèles », séparées par un matériau isolant ou un fossé. Lorsqu’une tension est appliquée à travers un condensateur, il dessine actuelle. Cela provoque des électrons s’accumuler sur une plaque, alors qu’ils sont repoussés sur l’autre, donc stockage égale et en face de frais sur les deux plaques.

La capacité du composant à accumuler charge est appelée capacitance et se mesure en unités appelées Farads.

Cette vidéo utilise un condensateur à plaques parallèles pour illustrer le concept de capacité et de sa dépendance à l’égard des facteurs physiques et de la configuration du réseau.

Lorsqu’une source d’alimentation est appliquée à un circuit, le condensateur dessine « courant de charge » jusqu'à ce que ses chefs sont complètement chargées. La quantité de charge « Q » un condensateur peut stocker dépend de la capacité « C » de l’élément et l’amplitude de la tension fournie « V ».

Lorsque la tension chute, utilisation de flux de conducteurs de condensateur sur le circuit, la génération actuelle jusqu'à ce que la charge stockée est épuisée, stabilisant ainsi la fluctuation de la tension. Courant est le taux de variation d’un montant de frais. Combinant cette fonctionnalité avec l’équation précédente, nous pouvons dire que le flux de courant dans le condensateur est capacitance fois le taux de variation de tension.

La valeur de C est constante pour un condensateur donné et peut être obtenue en utilisant cette équation, qui montre que C est directement proportionnelle à la plaque un--la surface habitable, d - la distance d’écart et epsilon--la constante diélectrique ou « permittivité » du matériau isolant entre les plaques.

Constante diélectrique est une mesure de l’ampleur à laquelle le matériau devient polarisé dans un champ électrique.

Ainsi, étant donné la relation entre epsilon et C et C et Q ; à une tension donnée, plus la permittivité, plus élevée sera capacité de stockage de charge du condensateur.

Vide possède une constante diélectrique de 8.85x10-12 Farads par mètre, ε0 notée. Autres médias ont généralement une plus grande valeurs de permittivité, qui sont mis à l’échelle à ε0 et qualifiés de la permittivité « relative » du milieu. Par exemple, la permittivité relative de l’air est environ un, gamme polymères de 2 à 4, et l’eau distillée est de 80.

Maintenant que les propriétés physiques effectuant la capacité ont été expliquées, nous allons jeter un coup d’oeil à la façon de mesurer la capacité des éléments capacitifs individuels ou en réseau.

Pour commencer, rassembler le matériel suivant : un condensateur commercial avec une capacité de près de 470 micro farad, une source de tension programmables et un ampèremètre ou le multimètre qui peut mesurer le courant.

Ensuite, avec la source de tension réglée à 0 V, connecter son pôle positif de l’ampèremètre. Puis connectez l’autre port de l’ampèremètre pour le condensateur, en utilisant des câbles avec des pinces ou fiches bananes. Cela permet la mesure de la production actuelle de condensateur. Par la suite, connectez le port négatif de la source de tension à l’autre borne du condensateur.

Puis, changer la source de tension de 0 à 1 V et observer le transitoire actuel de lecture sur l’ampèremètre. Ensuite, ajuster la tension à 0 avant d’augmenter jusqu'à 2 V, 5 V et 10 V. Pour chaque tension cible permettent une seconde de repos à 0 V entre les changements à des tensions différentes cibles. Observer le transitoire actuelle comme les changements de tension.

Tel que prédit par l’équation du courant transitoire devrait être plus grande pour une plus grande tension de cible.

Enfin, la source de tension pour générer une rampe de tension de 0 V à 10 v plus de 5 secondes de programme et enregistrer le « état stationnaire »-ampèremètre lecture Mid-rampe. Ensuite, répétez pour les temps de rampe de 10 s, 20 s et 30 s.

Maintenant obtenir un condensateur à plaques parallèles avec séparation réglable entre les plaques et utiliser une batterie de 300V comme source de tension. Remplacer l’ampèremètre avec une résistance de 1 méga ohms. Cette résistance fournit une protection supplémentaire, limitant la circulation du courant dans le circuit.

Ensuite, connecter un voltmètre haute impédance ou électromètre, entre les deux plaques afin de mesurer la différence de tension.

Ensuite, connectez la batterie au condensateur et attendez que l’électromètre a également atteint l’état d’équilibre de 300 V, indiquant que le condensateur est complètement chargé. Puis déconnecter rapidement la batterie des plaques. L’électromètre doit toujours lire 300 V.

Recommencez la mesure après réduisant la distance entre les plaques à 15, 10 et 5 mm.

Enfin, avec une distance de plaque de condensateur de 20 mm, insérer une plaque en plastique entre les deux plaques et observer ce qui se passe à la lecture de tension électromètre.

Pour le condensateur commercial, l’intrigue du courant mesuré par le rapport de vitesse de montée en tension révèle une relation linéaire entre les deux paramètres.

Cela est conforme à la relation fondée par cette équation, ce dont nous avons tirés plus tôt dans la vidéo. Selon l’équation, , la pente de la droite est égale à la capacité.

Pour le condensateur à plaques parallèles avec charge fixe, l’intrigue de la tension entre les plaques par rapport à la distance entre les plaques est linéaire. Encore une fois, cela prend en charge les relations théoriques. Nous savons que la distance de capacitance et de plaque sont inversement proportionnelles. Nous savons aussi que lorsque la charge de chef d’orchestre est fixe, capacité et tension sont également inversement proportionnelles. Combinant ces deux équations révèle que distance tension et plaque sont directement proportionnels à l’autre lorsque la charge est fixe.

Cette équation a également prédit qu’avec une charge fixe, la plus grande constante diélectrique du milieu vide, la partie inférieure serait la tension entre les plaques. Ceci a été confirmé lors de l’air dans l’espace a été remplacé par le plastique, et nous avons vu une baisse dans la lecture du voltmètre.

Condensateurs sont utilisés dans une grande variété d’applications techniques et scientifiques pour accumuler charge et sélectivement décharger l’électricité.

Les condensateurs sont essentielles pour le traitement du signal électrique. Par exemple, les biologistes utilisé un test de deux choix pour évaluer comment les souris reconnaissent et répondent aux différentes vocalisations ultrasoniques. Tout d’abord, sons fichiers sont enregistrés de souris vivantes et ajustée en utilisant le haut passer des filtres pour sélectionner des fréquences.

Circuits de filtre passe-haut utilisent des condensateurs pour bloquer des oscillations de basse fréquence, car la conduction entre les plaques de condensateur généralement augmente à des fréquences plus élevées et diminue dans les basses fréquences. Ensuite, des sons de fréquence variable sont simultanément joués dans deux lieux distincts, permettant aux souris migrer vers la vocalisation préférée.

Alors que le secteur fournitures sont AC courant fluctuant, de nombreux appareils électroniques, tels que les ordinateurs, nécessitent une alimentation DC. Condensateurs sont utilisés dans les adaptateurs de courant alternatif pour filtrer des signaux électriques et de stabiliser l’alimentation CC, fournissant une source sans heurt et sans interruption.

Vous avez juste regardé introduction de JoVE à condensateurs. Vous devez maintenant comprendre le concept de capacitance, comment mesurer ce paramètre physique et comment les propriétés comme distance de la plaque à l’assiette ou effet important écart la valeur capacitive. Comme toujours, Merci pour regarder !

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