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Kapazität

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Ein Kondensator ist in Schaltungen unerlässlich, weil es Änderungen in der Spannung widersteht durch die Speicherung gleich und gegenüber Abgaben auf seinen leitenden Terminals und dann die Energieversorgung, sinkt die Spannungsversorgung.

Ein Kondensator besteht aus zwei leitfähigen Terminals, wie die beiden Platten in einem "parallelen Platten Kondensator", getrennt durch ein isolierendes Material oder Lücke. Wenn Spannung über einem Kondensator anliegt, zieht es aktuelle. Dies bewirkt, dass Elektronen auf einer Platte zu sammeln, während sie auf die andere, so Speicherung gleich und gegenüber Ladungen auf den beiden Platten abgestoßen sind.

Die Fähigkeit des Bauteils, Ladung zu speichern wird als Kapazität bezeichnet und wird in Einheiten, so genannte Farad gemessen.

Dieses Video verwendet einen parallelen Platten-Kondensator zur Veranschaulichung des Konzepts von Kapazität und ihre Abhängigkeit von physikalischen Faktoren und Netzwerkkonfiguration.

Wenn eine Stromquelle mit einem Schaltkreis angewendet wird, zeichnet der Kondensator "Ladestrom", bis seine Dirigenten voll aufgeladen sind. Ladung "Q" ein Kondensator speichern kann hängt von der Kapazität 'C' der Komponente und das Ausmaß der zugeführten Spannung "V".

Wenn die Spannung sinkt, laden Sie aus dem Kondensator Adern fließt auf der Rennstrecke, Generierung von aktuellen bis die gespeicherte Ladung aufgebraucht ist, somit Spannungsschwankungen zu stabilisieren. Strom ist die Änderungsrate in Höhe von kostenlos. In Kombination mit der vorherigen Gleichung, können wir sagen, dass der Stromfluß aus dem Kondensator Kapazität Zeiten die Änderungsrate der Spannung.

Der Wert von C ist für einen bestimmten Kondensator konstant und durch die Verwendung dieser Gleichung, die zeigt, dass C direkt proportional zur ein - die Platte ist, d--der Abstand und Epsilon--die Dielektrizitätskonstante oder "Permittivität" des isolierenden Materials zwischen den Platten Fläche erzielt werden.

Dielektrische Konstante ist ein Maß für das Ausmaß, zu dem das Material in einem elektrischen Feld polarisiert wird.

So, da die Beziehung zwischen Epsilon und C, und C und Q; bei einer bestimmten Spannung höhere Permittivität, höhere Speicherkapazität der Kondensator Ladung werden.

Vakuum hat eine Dielektrizitätskonstante von 8.85x10-12 Farad pro Meter, bezeichnet ε0. Andere Medien haben in der Regel höhere Permittivität Werte, die skaliert, ε0 und bezeichnet die "relative" Permittivität des Mediums. Zum Beispiel die Dielektrizitätszahl von Luft ist ungefähr ein, Polymere liegen zwischen 2 und 4, und destilliertes Wasser ist 80.

Jetzt, physikalische Eigenschaften bewirken Kapazität beschrieben haben, werfen Sie einen Blick an, wie man die Kapazität in einzelne oder vernetzte kapazitiven Elementen messen.

Um zu starten, sammle die folgenden Materialien: eine kommerzielle Kondensator mit Kapazität in der Nähe von 470 Mikro Farad, eine programmierbare Spannungsquelle und Amp-Meter oder Multimeter, die aktuellen messen können.

Als nächstes mit der Spannungsquelle auf 0 V, verbinden Sie den Pluspol mit dem Amp-Meter. Schließen Sie dann den anderen Port des Amp-Meter an den Kondensator mit Kabel mit Klemmen oder Bananenstecker. Dies ermöglicht die Messung der Ausgangsstrom aus dem Kondensator. Danach verbinden Sie den negativen Port von der Spannungsquelle zum anderen Pol des Kondensators.

Dann wechseln Sie die Spannungsquelle von 0 bis 1 V und beobachten Sie der Transient aktuelle Lektüre auf dem Amp-Meter. Als nächstes einstellen Sie die Spannung wieder auf 0 vor der Erhöhung um 2 V, 5 V und 10 V. Ermöglichen Sie für jedes Ziel Spannung eine Sekunde Ruhe bei 0 V zwischen Änderungen an unterschiedliche Zielgruppen Spannungen. Beobachten der Transient aktuell wie die Spannung ändert.

Wie vorhergesagt durch die Gleichung soll der transiente Strom für eine größere Ziel Spannung größer sein.

Zu guter Letzt Programm die Spannungsquelle eine Spannungsrampe aus 0V bis 10V über 5 Sekunden zu generieren, und erfassen die "Steady State" Amp-Meter Lesung Mitte Rampe. Anschließend wiederholen Sie für Rampenzeiten 10 s, 20 s und 30 s.

Nun erhalten Sie einen parallelen Platten-Kondensator mit verstellbaren Trennung zwischen den Platten und verwenden Sie 300V Batterie als die Spannungsquelle. Ersetzen Sie das Amp-Meter mit einem 1 Mega-Ohm-Widerstand. Dieser Widerstand bietet einen zusätzlichen Schutz der Stromfluß in der Schaltung begrenzt.

Zweitens verbinden Sie einen hochohmigen Voltmeter oder Elektrometer, zwischen den beiden Platten um die Spannungsdifferenz zu messen.

Als nächstes verbinden Sie den Akku mit den Kondensator, und warten Sie, bis das Elektrometer erreicht auch die Steady-State von 300 V, darauf hinweist, dass der Kondensator aufgeladen ist. Dann Klemmen Sie schnell die Batterie ab, von den Platten. Das Elektrometer sollte noch 300 V lesen.

Wiederholen Sie die Messung nach verringert den Abstand zwischen den Platten bis 15, 10 und 5 mm.

Schließlich mit einem Kondensator Plattenabstand von 20 mm, Einfügen Sie Kunststoff Platte zwischen den beiden Platten und beobachten Sie, was passiert mit dem Elektrometer Spannung lesen.

Für den kommerziellen Kondensator zeigt die Handlung des gemessenen Strom versus Spannung Rampe Rate eine lineare Beziehung zwischen den beiden Parametern.

Dies entspricht der Beziehung ausgesagt von dieser Gleichung, die wir früher in dem Video abgeleitet. Gemäß der Gleichung, ist die Steigung der geraden gleich der Kapazität.

Für den parallelen Platten-Kondensator mit fixen Kosten ist der Plot der Spannung zwischen den Platten gegen Abstand zwischen den Platten linear. Dadurch werden die theoretischen Zusammenhänge wieder unterstützt. Wir wissen, dass Kapazität und Platte Entfernung umgekehrt proportional. Wir wissen auch, dass als Dirigent kostenlos fixiert ist, Kapazität und Spannung auch umgekehrt proportional sind. Kombinieren diese beiden Gleichungen zeigt, dass Spannung und Platte Abstand sind direkt proportional zueinander, wenn die Ladung befestigt ist.

Diese Gleichung sagt auch voraus, dass eine feste Gebühr, die größeren Dielektrizitätskonstante des Mediums Lücke, desto niedriger die Spannung zwischen den Platten wäre mit. Dies wurde bestätigt, als die Luft in die Lücke durch Plastik ersetzt wurde und wir einen Tropfen in das Voltmeter lesen sahen.

Kondensatoren werden in einer Vielzahl von technischen und wissenschaftlichen Anwendungen kostenlos zu speichern und selektiv entladen Strom verwendet.

Kondensatoren sind essentiell für elektrische Signalverarbeitung. Z. B. Biologen einen zwei-Choice-Test, um wie Mäuse erkennen und reagieren auf verschiedene Ultraschall Lautäußerungen zu bewerten. Erste, sound-Dateien werden von live Mäusen aufgezeichnet und getrimmt mit hoch pass Filter für Frequenz auszuwählen.

Hochpass-Filter-Schaltungen verwenden Kondensatoren, um niederfrequente Schwingungen zu blockieren, da die Wärmeleitung zwischen Kondensator Platten in der Regel bei höheren Frequenzen erhöht und verringert sich bei niedrigen Frequenzen. Dann werden Variable Frequenzen gleichzeitig an zwei verschiedenen Standorten gespielt so dass Mäuse auf die bevorzugte Vokalisation migrieren.

Während Netzversorgungen AC mit schwankenden Strom sind, erfordern viele elektronische Geräte wie Computer, Gleichstrom. Kondensatoren werden in AC Power Adapter verwendet, um elektrische Signale filtern und die DC-Versorgung, eine glatte, ununterbrochene Energiequelle zu stabilisieren.

Sie habe nur Jupiters Einführung in Kondensatoren beobachtet. Sie sollten jetzt verstehen das Konzept der Kapazität, wie man diese physikalischen Parameter messen und wie Eigenschaften Platte Plattenabstand oder Lücke materielle Wirkung der Kapazität Wert. Wie immer vielen Dank für das ansehen!

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