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Capacitancia

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Un condensador es esencial en los circuitos porque resiste cambios en voltaje almacenando igual y frente a las cargas en sus terminales conductoras y luego suministro de energía cuando la tensión de alimentación cae.

Un condensador se compone de dos terminales conductores, como las dos placas en un "condensador de placas paralelas", separados por un material aislante o el vacío. Cuando se aplica voltaje a través de un condensador, dibuja actual. Esto hace que electrones a acumularse en una placa mientras están rechazadas en otros, por lo tanto almacenar igual y enfrente los cargos en las dos placas.

La capacidad de almacenar carga del componente se llama capacitancia y se mide en unidades llamadas faradios.

Este vídeo utiliza un condensador de placas paralelas para ilustrar el concepto de capacitancia y su dependencia de factores físicos y configuración de la red.

Cuando una fuente de alimentación se aplica a un circuito, el condensador dibuja "corriente de carga" hasta que sus conductores estén completamente cargados. La cantidad de carga "Q" puede almacenar un condensador depende de la capacitancia "C" del componente y la magnitud de la tensión suministrada 'V'.

Cuando las caídas de voltaje, carga fluye en los conductores del condensador en el circuito, generando corriente hasta que se agote la carga almacenada, estabilizando así la fluctuación del voltaje. La corriente es la tasa de cambio en la cantidad de carga. Combinar esto con la ecuación anterior, podemos decir que el flujo de corriente en el condensador es la capacitancia veces la tasa de cambio en el voltaje.

El valor de C es constante para un capacitor dado y puede obtenerse mediante el uso de esta ecuación, que muestra que C es directamente proporcional a la placa una--la superficie, d - la distancia de la brecha y epsilon, la constante dieléctrica o la "permisividad" del material aislante entre las placas.

Constante dieléctrica es una medida del grado en que el material se convierte en polarizada en un campo eléctrico.

Así, dada la relación entre epsilon y C y C, Q; en un voltaje dado, mayor la constante dieléctrica, mayor será capacidad de almacenamiento de carga del condensador.

Vacío tiene una constante dieléctrica de 8.85x10-12 faradios por el metro, denomina ε0. Otros medios de comunicación generalmente tienen mayores valores de la permitividad, que son escalados a ε0 y denominados el "relativo" permitividad del medio. Por ejemplo, la constante dieléctrica del aire es aproximadamente uno, polímeros entre 2 y 4, y el agua destilada es 80.

Ahora que propiedades físicas efectuar capacitancia han sido explicados, echemos un vistazo a cómo medir la capacitancia en individuales o en redes elementos capacitivos.

Para empezar, reunir los siguientes materiales: un condensador comercial con capacitancia cerca de 470 micro faradio, una fuente de voltaje programable y un amperímetro o multímetro puede medir actual.

A continuación, con la fuente de tensión 0 V, conecte su terminal positivo al amperímetro. Luego conecte el otro puerto del amperímetro para el condensador, utilizando cables con abrazaderas o conectores de tipo banana. Esto permite la medición de la corriente desde el condensador de salida. Después de Conecte el puerto negativo de la fuente de tensión a la otra terminal del capacitor.

A continuación, cambiar la fuente de voltaje de 0 a 1 V y observar al transitorio actual de lectura en el amperímetro. A continuación, ajuste la tensión a 0 antes de aumentar a 2 V, 5 V y 10 V. Para cada tensión de objetivo permite un segundo de descanso en 0 V entre cambios a voltajes diferentes. Observar a la transición actual como los cambios de voltaje.

Según lo predicho por la ecuación de la corriente transitoria se espera que sea más grande para una mayor tensión de objetivo.

Por último, programar la fuente de voltaje para generar una rampa de tensión de 0 V a 10 v durante 5 segundos y registrar la mediados de-rampa lectura de "estado estacionario" amperímetro. A continuación, repita para tiempos de rampa de 10 s, 20 s y 30 s.

Ahora obtener un condensador de placas paralelas con separación ajustable entre las placas y utilizar una batería de 300V como la fuente de tensión. Vuelva a colocar el amperímetro con una resistencia de 1 mega-ohmio. Esta resistencia proporciona una protección extra limitar el flujo de corriente en el circuito.

En segundo lugar, conecte un voltímetro de alta impedancia, o Electrómetro, entre las dos placas con el fin de medir la diferencia de voltaje.

A continuación, conecte la batería al condensador y espere hasta que el electrómetro también alcanza el estado estacionario de 300 V, lo que indica que el condensador está completamente cargado. Luego desconecte rápidamente la batería de las placas. El electrómetro todavía deberá leer 300 V.

Repita la medición después de disminuir la distancia entre las placas y 15, 10, 5 mm.

Finalmente, con una distancia de la placa del condensador de 20 mm, inserte un bloque plástico entre las dos placas y observar lo que sucede a la lectura de voltaje del Electrómetro.

Para el condensador comercial, la trama de corriente medida versus tasa de rampa de voltaje revela una relación lineal entre los dos parámetros.

Esto cumple con la relación que se basa por esta ecuación, que derivamos anteriormente en el video. Según la ecuación de, la pendiente de la recta es igual a la capacitancia.

Para el condensador de placas paralelas con carga fija, la trama de voltaje entre las placas versus distancia entre las placas es lineal. Este nuevo soporte las relaciones teóricas. Sabemos que la capacitancia y la placa son inversamente proporcionales. También sabemos que cuando se fija el cargo de conductor, la capacitancia y el voltaje son también inversamente proporcionales. Combinando estas dos ecuaciones revela que distancia voltaje y placa son directamente proporcionales entre sí cuando la carga es fija.

Esta ecuación predice también que con un cargo fijo, la mayor constante dieléctrica del medio vacío, el más bajo sería el voltaje entre las placas. Esto fue confirmado cuando el aire en el espacio fue reemplazado por el plástico y vimos una caída en la lectura del voltímetro.

Los condensadores se utilizan en una gran variedad de aplicaciones de ingeniería y científicas para almacenar carga y descargar selectivamente la electricidad.

Los condensadores son esenciales para el procesamiento de la señal eléctrica. Por ejemplo, biólogos utilizan una prueba de opción dos para evaluar cómo ratones reconocen y responden a diferentes vocalizaciones ultrasónicas. Archivos de sonido, primeros se registran de ratones vivos y recortada utilizando alta pasar filtros para seleccionar para la frecuencia.

Circuitos de filtro de paso alto usan condensadores para bloquear las oscilaciones de baja frecuencia, como la conducción entre las placas del condensador generalmente aumenta en frecuencias más altas y disminuye a bajas frecuencias. Entonces, los sonidos de frecuencia variable se juegan simultáneamente en dos lugares separados, permitiendo ratones a migrar hacia la vocalización recomendado:.

Mientras que fuentes de alimentación AC con corriente fluctuante, muchos dispositivos electrónicos, como computadoras, requieren corriente continua. Condensadores se utilizan dentro de adaptadores de corriente AC para filtrar las señales eléctricas y estabilizar la fuente de continua, proporcionando una fuente suave y sin interrupciones.

Sólo ha visto introducción de Zeus a los condensadores. Ahora debe entender el concepto de capacitancia, cómo se mide este parámetro físico y propiedades como distancia de placa a placa o efecto material vacío el valor de la capacitancia. ¡Como siempre, gracias por ver!

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