커패시터는 전하 및 에너지를 저장하는 장치입니다. 소량의 영역에 많은 전류를 저장하는 데 사용됩니다. 커패시터의 거리는 일반적으로 2 개의 전기 도체를 분리합니다. 커패시터는 무선 수신에서 정적 정적 필터링에서 제세 동기에 에너지 저장에 이르기까지 다양한 것들에 사용됩니다.
원통형 커패시터는 반경 x로 구성되어 반경 Y 동심원 원통형 쉘 (y> x)으로 둘러싸인 실린더 또는 와이어로 구성됩니다. 동심원 구형 구형 실린더는 원통형 커패시터의 중공 또는 고체 원통형 도체를 둘러싸고 있습니다.
원통형 커패시터의 잘 알려진 예는 전력 케이블입니다.
가장 간단한 커패시터는 작은 거리로 분리 된 한 쌍의 분리 된 도체입니다. 커패시터의 경우 전하 Q 및 전위차 V는 비례합니다. 즉, Q =C V. 커패시터의 커패시턴스는 비례 상수입니다. C. farad는 커패시턴스의 단위입니다. 판에 걸쳐 동일한 적용된 전압 V의 경우, 판의 모양과 크기를 포함하여 다른 물리적 특성을 가진 커패시터는 다른 충전량을 저장합니다.
커패시터는 (a) 평행 플레이트 커패시터, (b) 원통형 커패시터 (c) 구형 커패시터.
유전체는 대부분의 상황에서 커패시터의 공간을 분리하는 데 사용됩니다.
원통형 커패시터 소개
원통형 커패시터는 2 개의 동심원 원통형 쉘 또는 그 사이의 유전체로 분리 된 와이어로 구성됩니다.
선형 전하 밀도를 가진 원통형 도체는이 형태의 커패시터에서 전하 밀도를 갖는 동축 원통형 전도성 쉘로 둘러싸여있다. 커패시터는 주로 전기 모터 및 기타 전자 장비에 사용됩니다.
원통형 커패시터의 커패시턴스
‘a’는 내부 실린더의 반경이되고‘b’는 외부 실린더의 반경이되도록하십시오. Epsilon r이 두 실린더 사이의 매체의 상대적 유출로 둡니다.
케이블 길이 당 외부 실린더의 내부 표면에 내부 실린더의 외부 표면에 +q 쿨롱을 충전 할 수 있습니다. 코어 표면의 +Q 쿨롱/m의 전하는 모든 실제 목적으로 축 근처에 국한되는 것으로 간주 될 수 있습니다. 외부의 실린더가 튀어 나와 있습니다.
커패시터에 전하 Q가 있다고 가정합니다.
도체 사이의 전기장 e를 결정해야합니다. 도체 구성이 대칭 인 경우이 계산에 가우스의 법칙을 적용 할 수 있습니다.
도체 사이의 전위 차이를 결정합니다
여기서 통합 경로가 한 도체를 다음 지휘자에 연결합니다. v =| vbva | 전위차의 크기입니다.
V 알려진 V가있는 경우 위에서 언급 한 방정식을 사용하여 커패시턴스를 계산합니다.
원통형 커패시터의 방정식은 :
입니다
c =실린더의 커패시턴스
l =실린더의 길이
a =실린더의 내부 반경
b =실린더의 외부 반경
커패시턴스는 일반적으로 단위 전압 당 전하로 측정됩니다.
하나의 파라드는 하나의 볼트 당 하나의 쿨롱으로 계산됩니다.
다른 유형의 커패시터
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병렬 플레이트 커패시터 :병렬 플레이트 커패시터는 두 개의 병렬 전도도로 구성된 가장 기본적인 커패시터입니다. C =(e0a) / d는이 커패시터의 커패시턴스이며, 여기서 a는 각 플레이트의 영역이고 d는 그들 사이의 거리입니다.
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구형 커패시터 :구형 커패시터는 각각 R1 및 R2의 반경과 +Q 및 –Q의 전하를 갖는 두 개의 동심력 전도 구형을 포함합니다.
c =4πεo (r1r2) / (r2 - r1)는 구형 커패시터의 커패시턴스입니다.
도체 배열의 형상은 전적으로 커패시턴스를 결정합니다.
전해 커패시터는 또 다른 일반적인 유형의 커패시터입니다. 전도성 페이스트에 매달린 산화 된 금속으로 구성되어 있습니다. 전해 커패시터의 주요 이점은 다른 커패시터 유형에 비해 높은 커패시턴스입니다.
2 쌍의 평행 판은 가변 커패시터를 구성합니다.
Cell Biology는 라이브 세포의 원형질 막의 전기 전위를 다루는 커패시터 개념의 흥미로운 적용을 제공합니다. 세포막은 세포가 환경과 구별되는 동시에 특정 이온이 들어오고 나갈 수 있도록합니다. 막의 잠재적 차이는 약 70mV입니다. 세포막의 두께는 7 내지 10 나노 미터입니다.
커패시터에 저장된에너지
커패시터에 저장된 에너지는 배터리에서 수행 한 작업의 관점에서 설명 할 수 있습니다. 전압은 단위 충전 당 에너지를 나타 내기 때문에, 충전 요소 DQ를 음수 판에서 양수 플레이트로 전달하는 데 필요한 작업은 V DQ와 같으며, 여기서 V는 커패시터의 전압입니다. 전압 V는 주어진 시간에 커패시터의 충전량에 비례합니다.
완료된 작업은 u =q2/2c =(1/2) cv2 =(1/2) qv (v =q/c)에 의해 잠재적 에너지로 저장됩니다.
커패시터가 배터리 또는 다른 소스에 연결하여 전위 차이 v로 연결하여 충전되면 C의 값이 더 높은 전하 (Q =C).
.커패시터가 배터리 또는 정해진 전위차 v를 제공하는 다른 소스에 연결하여 충전소가 충전되면 C의 값을 높이면 더 높은 전하 (Q =C V)와 더 저장된 에너지가 더 높아집니다.
.결론
커패시터는 전자 전하와 에너지를 저장하는 전자 장치입니다. 커패시터의 거리는 일반적으로 2 개의 전기 도체를 분리합니다. 전극은 이러한 유형의 전기 도체를 설명하는 데 사용되는 용어입니다. 커패시터 사이의 거리는 단지 진공 일 때, 커패시터를 "진공 커패시터"라고합니다. 갭은 일반적으로 유전체, 절연 물질로 채워집니다. 커패시턴스는 커패시터가 얼마나 많은 저장 공간을 결정하는 특성입니다.