커패시턴스 계산

커패시턴스 계산은 매우 간단한 공식입니다. 계산에 들어가기 전에 커패시턴스 계산 개념을 이해하는 것이 중요합니다. 커패시턴스의 계산은 커패시터에 저장된 전하 및 전위에 의해 커패시턴스를 결정하는 것을 의미합니다. 또한 파라드에서 측정됩니다. 

커패시턴스 계산은 어떻게 수행됩니까?

커패시턴스 계산에 사용되는 기본 공식은 C =QV입니다. 

커패시터 란 무엇입니까?

커패시터는 에너지를 전하 형태로 저장하는 능력이 있습니다. 유전체라고 불리는 진공 또는 절연 재료로 채워진 공간으로 분리 된 2 개의 전기 도체가있는 전기 장치입니다. 

충전을 저장하고 가득 차면이를 방출하는 전자 장치를 커패시터라고합니다. 커패시터의 응용 프로그램은 컴퓨터, 텔레비전 등입니다. 커패시터로 사용 된 모든 전자 장치는이를 구현했습니다. 커패시터는 적은 양의 에너지를 저장할 수 있습니다.

커패시턴스 란 무엇입니까?

전하를 저장하는 커패시터의 기능은 커패시턴스로 널리 알려져 있습니다. 다시 말해서, 지역으로 이동하는 양전하가있는 경우, 다른 긍정적 인 충전은 비슷한 요금이 서로 반발하는 습관이 있기 때문에 같은 지역으로 이동하기가 어렵다는 것을 알게됩니다. 이 지역에 존재하는 추가 긍정적 인 전하를 이동하려면 더 높은 에너지가 필요하며 전압의 증가는이를 반영합니다. 해당 지역에 이동 전하가있는 경우 전압이 궁극적으로 증가합니다. 

커패시터는 어떻게 작동합니까?

예를 들어, 평행 플레이트 커패시터를 고려하십시오.이 평행 판 커패시터는 유전체라는 절연 재료로 분리 된 2 개의 평행 플레이트를 갖는 것을 고려하십시오. DC 전압이 연결되면 플레이트 1 및 플레이트 2는 각각 양성 및 음극 끝에 연결됩니다. 플레이트 2가 음수이기 때문에 배터리가 연결되면 플레이트 1이 양수가됩니다. 조건이 안정적 일 때 커패시터를 가로 지르는 전류 흐름. 절연 재료가 플레이트 사이에 배치되기 때문에 전류는 커패시터를 가로 질러 흐르지 않습니다.

공급 된 전압에 따르면 일정 시간이 지나면 커패시터는 많은 수의 충전을 보유합니다. 이 시간의 시간은 커패시터의 충전 시간이라고합니다.

커패시터는 배터리가 제거되면 전기 에너지 공급원 역할을하며 평행 판은 얼마 동안 양전하 및 음전하를 유지합니다.

하중이 플레이트에 연결된 경우, 전류는 플레이트 1과 플레이트 2에서 플레이트 2에서 부하로 흐릅니다. 플레이트에서 모든 충전을 내버려 두는 것을 커패시터 배출 시간이라고합니다.

커패시턴스의 값을 어떻게 결정합니까?

판에는 Q1 및 Q2와 같은 요금이 있습니다. 플레이트 1은 양전하를 갖는 반면, 플레이트 2는 음전하를 갖습니다. 아래 공식은 생성 된 전하 및 전위를 사용하여 커패시턴스를 계산하는 데 도움이됩니다.

q∝v

Q =CV

c =q/v

전위에 관한 전하의 변화를 커패시턴스라고합니다. 커패시턴스 계산의 중요성은 커패시터에 저장된 전하와 그에 따라 작용할 수있는 전위를 측정한다는 것입니다.

모든 커패시터의 사용에 따라 커패시턴스는 일정한 또는 가변으로 결정될 수 있습니다. 커패시턴스는 절연 재료와 커패시터의 크기에 따라 다릅니다.

병렬 플레이트 커패시터의 커패시턴스

두 개의 플레이트가있는 평행 플레이트 커패시터를 고려해 봅시다. 표면적은 "a"이고 그들 사이의 거리는 "d"입니다. 유전체 매체는 판 사이에 채워진 공기입니다. 전압 "v"를 두 판에 적용하여 충전 "Q"를 저장했습니다.

전하 사이에 생성 된 힘은 전하 값을 높이고 플레이트 사이의 거리를 줄입니다. 저장된 전하는 플레이트 사이에서 생성 된 더 큰 거리에 따라 크게 나타납니다. 플레이트가 더 가까워지면 반대 충전의 매력이 더 많을 것입니다. 

• 커패시턴스는 넓은 표면 영역에서 더 큽니다. 
• 커패시턴스는 판 사이에 생성 된 더 작은 거리에 대해 더 큽니다.

아래는 판의 밀도입니다.

σ =q/a

작은 거리의 경우 플레이트 사이에 생성 된 전기장은 균일하고 크기는 다음과 같습니다.

e =σ//0

판 사이에 생성 된 전기장이 균일 한 경우 전위차는 다음과 같습니다.

v =ed =σd/ϵ0 =qd/ϵ0a

커패시턴스에서 v 값을 사용 :

c =q/v =q/(qd/ϵ0a) =ϵ0a/d

평행 플레이트 커패시터의 커패시턴스, C =ϵ0a/d

예

평행 판 커패시터의 커패시턴스를 비우고 1.00m2의 영역 인 2 개의 금속 플레이트가있는 경우; 거리는 1.00 mm입니다.

해결책

커패시턴스 공식 :

c =ϵ0a/d

주어진 값 적용 :

C =(8.85 × 10-12f/m) 1m2/(1 × 10-3m)

   =8.85 × 10-9f =8.85nf

구형 커패시터의 커패시턴스 계산

구형 커패시터는 일반적으로 반경 R1 및 R2의 구형 쉘을 두 개의 동심원을 갖는다. 동일하고 반대의 요금+Q 및 –Q를 모두 가지고 있습니다. 쉘 사이에 생성 된 전기장은 방사형 적으로 바깥쪽으로 향합니다. 필드의 크기는 반경 r.

동봉 된 전하는+Q

∮seda =e (4πr2) =q/ϵ0

전기장 :

e =1/(4π /0) x q/r2

쉘 사이에 e를 통합,

v =r1r2edl =q/(4πϵ0) x (1/r1-1/r2)

두 도체의 전위차 :

vb-va =-abedl

전위차 b/w 플레이트 :

v =- (v2 -v1) =v1 -v2

커패시턴스에 v 값을 적용 :

C =Q/V =4πϵ0 x (R1R2)/(R2 -R1)

구형 커패시터 C =4πϵ0 (R1R2)/(R2 -R1)의 커패시턴스.

결론

커패시턴스의 계산은 저장된 전하에 따라 전압의 증가량에 의해 추정 될 수있다. 커패시턴스 계산은 커패시터의 충전 형태로 에너지를 저장하는 능력을 측정합니다. 다양한 응용 분야에서 사용할 수 있습니다. 각 응용 프로그램에는 커패시턴스와 관련된 다양한 장점과 특성이 있습니다.