Formule pour trouver un condensateur. Coefficient de capacité électrostatique. Condensateurs. Capacité de condensateurs de diverses configurations géométriques. Capacité de connexion parallèle de condensateurs

Considérons une paire de plaques conductrices plates parallèles les unes aux autres et séparées par un isolant, qui peut être simplement de l'air. Chaque assiette est comme conducteur électrique, contiendra un grand nombre deélectrons mobiles chargés négativement. La plaque supérieure deviendra chargée positivement en raison de son manque d'électrons, tandis que les électrons en excès dans la plaque inférieure seront chargés négativement. Une fois que cela se produit, la puissance ne peut plus fournir suffisamment d'énergie pour éliminer les électrons de la plaque supérieure ou pousser les électrons sur la plaque inférieure, et les plaques sont dites « chargées ».

Un champ électrique existe entre les deux plaques chargées. Comme un champ magnétique, un champ électrique ne peut pas être vu, mais peut être décrit en termes de particule de charge en mouvement. De plus, comme champs magnétiques, les champs électriques sont des lignes de flux électrique.

Si les plaques sont déconnectées de l'alimentation et connectées ensemble via une résistance, les électrons passeront la plaque chargée négativement sur la plaque chargée positivement. Ce courant s'éteindra lorsque les charges sur les plaques seront réduites. Au fur et à mesure que le courant circule, il est libéré sous forme de chaleur, vous pouvez donc voir que l'énergie est stockée dans un condensateur chargé.

Capacité de connexion parallèle de condensateurs

La charge accumulée dans champ électrique, peut être mesuré en coulombs, c'est-à-dire le courant qui s'écoule pour charger les plaques multiplié par le temps pendant lequel l'écoulement se produit. Cependant, il faut noter que pour courant continu le courant d'alimentation diminuera à mesure que la charge sur les plaques augmente, de sorte que les plaques ne sont pas chargées avec un courant constant.

Cette constante s'appelle la capacité, et le système de plaques pour stocker la charge s'appelle le condensateur. Le symbole de circuit d'un condensateur est illustré sur la figure. Il restera chargé jusqu'à ce qu'un chemin soit fourni pour que le courant circule entre les plaques.

Le matériau isolant qui occupe l'espace entre les plaques du condensateur est appelé un diélectrique. Les matériaux isolants ne normalisent pas l'électricité car ils n'ont pas d'électron libre pour circuler comme un courant. Cependant, si les isolants sont exposés à un champ électrique suffisamment élevé, les électrons peuvent se déchirer librement et les propriétés isolantes sont perdues dans un processus appelé claquage diélectrique. Ce phénomène peut être très grave si l'isolation du câble est défaillante.

Le gradient de potentiel auquel un isolant tombe en panne s'appelle sa rigidité diélectrique, et cela peut être utilisé comme indication de la qualité de l'isolant. Le tableau 1 répertorie la rigidité diélectrique de plusieurs isolants. A quelle tension appliquée le condensateur peut-il être détruit ?

Les matériaux diélectriques peuvent également être caractérisés en fonction de leur permittivité relative. La constante diélectrique absolue d'un matériau est définie comme le rapport de la charge par unité de surface à la surface de ce matériau à l'intensité de la génération champ électrique... La permittivité relative est définie comme le rapport de la capacité d'un condensateur au matériau considéré entre ses plaques, à la capacité du même condensateur avec le vide entre ses plaques.

Ce rapport est également égal à la constante diélectrique de la constante diélectrique espace libre... Notez également que la constante diélectrique est très similaire au concept et au nom de la permittivité des matériaux magnétiques, mais il ne faut pas les confondre. Le tableau 2 répertorie les perméabilités relatives de certains matériaux diélectriques courants.

Considérons trois condensateurs en parallèle, comme le montre la figure 4, chacun d'eux aura la même tension à ses bornes, et la charge totale sera la somme des charges individuelles. Considérons maintenant trois condensateurs connectés en série, comme indiqué sur la figure. La tension d'alimentation est divisée en trois condensateurs, et comme le même courant de charge traversera chaque condensateur, chacun d'eux chargera la même charge en même temps.

Figure 5 : Trois condensateurs en série. Calculez la capacité équivalente des condensateurs 5 F, 10 F et 30 F connectés en série. Calculez la charge sur chaque condensateur et la différence de potentiel pour chacun. Notez qu'un condensateur avec la plus petite valeur a la tension la plus élevée à ses bornes, et si les condensateurs sont construits de la même manière, ils doivent être évalués pour la tension la plus élevée. Pour cette raison, les condensateurs ne sont pas souvent connectés en série à moins qu'ils ne soient identiques.

La capacité du condenseur à plaques parallèles dépend de. La combinaison des facteurs ci-dessus donne. Comme les inductances qui stockent l'énergie dans un champ magnétique, les condensateurs stockent l'énergie dans un champ électrique. Cependant, contrairement aux inductances, les condensateurs peuvent stocker l'énergie stockée après une panne de courant, bien qu'elle se dissipera avec le temps. L'énergie stockée dans le condensateur peut être réglée.

Cependant, la quantité d'énergie stockée dans la plupart des condensateurs est faible, mais suffisante pour donner un choc à une personne. Bien que la charge, et donc l'énergie, s'écoule avec le temps, une résistance de décharge est généralement placée entre les bornes du condensateur. Une telle résistance doit être suffisamment élevée pour éviter que des courants importants ne la traversent depuis la source de charge, mais suffisamment faible pour décharger le condensateur dans un délai raisonnable. Une valeur typique serait de 10 mégohms.

Par conséquent, le courant, qui est initialement important, chute lorsque la charge commence, tandis que la tension aux bornes du condensateur et la charge aux bornes du condensateur augmentent. Lorsque l'interrupteur est déplacé en position 2, le condensateur est déchargé. La tension et le courant diminuent tous deux sur une courbe similaire, et comme ils le font, la charge détenue par le condensateur diminue également.

Les temps de charge et de décharge dépendent de la constante de temps du circuit, qui est déterminée. Et le condensateur se déchargera normalement dans les 5 constantes de temps. Les équations de charge et de décharge des condensateurs sont très similaires aux équations des courbes de croissance et de décroissance des inducteurs. Ils sont inclus ici par souci d'exhaustivité.

Charge instantanée lors de la charge. Courant instantané lors de la charge. Charge instantanée une fois déchargée. Courant de décharge instantané. Il y a de l'énergie dans un champ électrique. Lorsqu'un morceau d'ambre est chargé en l'essuyant avec un chiffon en laine, l'ambre est capable de soulever une feuille de papier et de la dessiner pour lui-même.

L'énergie du champ électrique est affaiblie. L'énergie électrostatique d'un champ électrique est convertie en énergie de mouvement. L'énergie du champ électrique se trouve dans l'espace entre l'ambre et la terre. Il se situe dans les "lignes du champ électrique" : plus ces lignes du champ électrique sont denses et plus cela dure longtemps, plus l'énergie est stockée dans le champ électrique.

C'est une mesure de la force d'un champ électrique. Imaginez deux plaques de métal séparées. Ils sont séparés par le vide et mis sous tension. Ensuite, un champ électrique se forme entre les plaques. Cette énergie est délivrée aux deux plaques par le flux de courant qui les charge. Une fois le champ électrique créé, le flux ne doit plus circuler. L'électricité n'est nécessaire que pour créer un champ électrique.

Nous supposons que sur la plaque négative, les électrons appuient sur la surface opposée à la plaque positive. Ils sont attirés par la tension positive. Les électrons sont aspirés de la plaque positive. Cet arrangement s'appelle un condensateur. Au lieu d'assiettes, vous pouvez également utiliser feuilles minces plutôt que le vide comme isolant, on peut utiliser de l'air, des plastiques et d'autres non-conducteurs. Ce schéma est notamment utilisé dans condensateurs céramiques... Avec plusieurs couches et une courte distance, des capacités plus élevées peuvent être créées qu'avec un condensateur à plaques.

Si un courant de 2 A traverse l'alimentation pendant 10 millisecondes, la charge de 20 mAs a été retirée de l'alimentation pendant ces 10 millisecondes. Une tension est nécessaire pour charger le condensateur. L'ampleur de cette rafale est la charge. Condensateur avec plus grande surface nécessite plus de charge, qui doit être chargée à la même tension. Sa capacité est plus grande.

La capacité du condensateur dépend de la conception. Pour les condensateurs à plaques, capacitance. C'est la quantité de charge qui peut être prise jusqu'à ce que la batterie soit épuisée. Dans le cas d'un condensateur, la quantité de charge dépend de la tension de charge et est de moindre amplitude. Une batterie stocke son énergie chimiquement, un condensateur dans un champ électrique sans conversion chimique.

Quelle est la taille d'un condensateur capable de délivrer 20mA lorsque sa tension chute de seulement 0,4V ? Réponse : La capacité du condensateur est de 1,77 nF. Le pôle négatif est un liquide conducteur qui se trouve dans le papier absorbant. Le pôle positif est une feuille d'aluminium. L'isolation est fine couche oxyde d'aluminium. Par conséquent, les condensateurs électrolytiques sont connectés "plus" et "moins". En cas d'inversion de polarité, la couche d'oxyde est rongée par les cations électrolytiques. Le courant monte et le condensateur chauffe pour évaporer l'électrolyte.

Ensuite, le condensateur va exploser. Remarque : Qu'est-ce que l'électrolyte ? Un électrolyte est un solvant dans lequel se dissolvent des sels, des acides et des alcalis, qui assurent la conductivité ionique. Aussi: Condensateur électrolytique avec une galerie de photos. Le condenseur est composé de deux ensembles de plaques, qui sont combinés dans un peigne. Le jeu de plaques tournantes peut être vissé sur le jeu de plaques fixes. Cela augmente la capacité. L'air est couramment utilisé comme diélectrique. Les vannes rotatives ne sont utilisées que pour des applications spéciales.

Voir aussi : Condensateur variable avec galerie de photos. Le courant traverse le condensateur de tension superposé jusqu'à ce que les plaques soient chargées électriquement et qu'aucune charge supplémentaire ne soit requise. Une plaque est alors électriquement positive, l'autre négativement chargée. La constante de temps marque également le moment pendant lequel la tangente appliquée au début de la courbe atteint sa valeur finale. En fait, le courant diminue avec le temps. Au moment de la mise sous tension, le condensateur est court-circuit, et donc un courant infiniment grand circulera.