Как найти емкостное сопротивление

Содержание

Емкостное сопротивление — это сопротивление конденсатора переменному току. Для постоянного тока, сопротивление конденсатора равно бесконечности, в реальности сопротивлению утечки (диэлектрика).

Онлайн калькулятор выше, позволяет найти:
— Емкостное сопротивление X через частоту f и емкость C по формуле X = frac <2*pi*f*C>;
— Частоту f через емкостное сопротивление X и емкость С по формуле f = frac <2*pi*X*C>;
— Емкость С через частоту f и емкостное сопротивление X по формуле C = frac <2*pi*f*X>.

Емкостное сопротивление — это сопротивление, которое проявляется в электрических цепях, содержащих емкость. Емкость — это физическая величина, которая характеризует способность электрической цепи хранить электрический заряд.

При подключении емкости к источнику постоянного тока, заряды начинают накапливаться на обкладках емкости, пока электрическое поле между ними не станет достаточно сильным, чтобы противодействовать дальнейшему накоплению зарядов. При этом в цепи устанавливается постоянное напряжение, равное напряжению источника.

При подключении емкости к источнику переменного тока, заряды начинают накапливаться и сливаться на обкладках емкости, в зависимости от направления тока. Это приводит к тому, что переменный ток в емкостной цепи опережает по фазе напряжение в цепи.

Математически это выражается формулой X = frac <2*pi*f*C>, где X — емкостное сопротивление, f — частота переменного тока, C — емкость. Емкостное сопротивление измеряется в омах.

Емкостное сопротивление влияет на электрические цепи, содержащие емкость, и может приводить к изменению амплитуды и фазы тока и напряжения в цепи. Это может приводить к нежелательным эффектам, таким как генерация помех и шума в электрических устройствах.

Одним из способов уменьшения влияния емкостного сопротивления в цепи является использование компенсирующих индуктивностей. Компенсирующая индуктивность подключается последовательно к емкости и создает магнитное поле, которое компенсирует электрическое поле, создаваемое емкостью. Таким образом, компенсирующая индуктивность позволяет уменьшить емкостное сопротивление в цепи и улучшить ее электрические характеристики.

Емкостное сопротивление также играет важную роль в электронных устройствах, таких как фильтры, генераторы синусоидального сигнала и широкополосные усилители. В фильтрах емкость используется для подавления определенных частот сигнала, а в генераторах синусоидального сигнала — для создания колебаний на определенной частоте.

В заключение, емкостное сопротивление — это сопротивление, которое проявляется в электрических цепях, содержащих емкость. Емкостное сопротивление может приводить к изменению амплитуды и фазы тока и напряжения в цепи и может быть уменьшено с помощью компенсирующих индуктивностей. Емкость также используется в различных электронных устройствах, таких как фильтры и генераторы синусоидального сигнала, для подавления или создания определенных частот сигнала. Понимание емкостного сопротивления и его влияния на электрические цепи является важным для разработки эффективных и надежных электронных устройств.

Ёмкостное сопротивление

Понравилась страница?
Добавить в закладки
Или поделиться!

Калькулятор электрического сопротивления ёмкости

При подключении конденсатора в цепь переменного тока возникает совокупность процессов заряда и разряда ёмкости, т.е. накопление и отдача энергии электрическим полем между обкладками. По мере заряда ёмкости, ток через нее уменьшается. Конденсатор будет заряжаться до максимального значения, пока ток не сменит направление на противоположное. В моменты максимального значения напряжения на конденсаторе, ток в нём будет равен нулю. Таким образом, напряжение на конденсаторе и ток всегда будут иметь расхождение во времени в четверть периода. Ток в цепи будет ограничен падением напряжения на конденсаторе, что создаёт реактивное сопротивление переменному току Xc.

X C — сопротивление, Ом; f — частота, Гц; C — ёмкость, Ф.

Сопротивление конденсатора переменному току это отношение действующих значений напряжения к току. Оно обратно-пропорциональное скорости изменения тока (частоте) и ёмкости конденсатора. Фазы кривых тока и напряжения на конденсаторе смещены на 90 градусов, при этом ток опережает напряжение.

Расчет электрического сопротивления ёмкости

Для расчета введите значение ёмкости конденсатора и частоту переменного тока

Обнаружили ошибку или неточность в работе калькулятора? Сообщите нам об этом.
Соблюдайте технику безопасности во время работы с электронными компонентами!

Магазины и оптовые отделы
Видео
Новости
Каталог производителей
Каталоги автозапчастей
Акции и спецпредложения
Калькуляторы
Обратная связь

История компании
«ЧИП и ДИП» сегодня
28 лет в сфере e-com
Контактная информация
Реквизиты АО «ЧИП и ДИП»
Дистрибьюция
Планируете стать поставщиком?
Работа в «ЧИП и ДИП»

Как сделать заказ
Способы доставки
Способы оплаты
Состояние заказа
Редактирование заказа
Возврат и обмен товара
Для юридических лиц

Емкостное сопротивление.

Емкостное сопротивление в цепи переменного тока — это та часть сопротивления , которая создается конденсатором, включенным в цепь переменного тока (при пренебрежимо малой емкости подводящих проводов).

Емкостное сопротивление в цепи переменного тока — это та часть сопротивления, которая создается конденсатором, включенным в цепь переменного тока (при пренебрежимо малой емкости подводящих проводов).

Для получения формулы емкостного сопротивления определим, как меняется сила тока в цепи, содержащей только конденсатор.

Напряжение на обкладках конденсатора u = φ1 – φ2 = q/C равно напряжению на входе цепи, поэтому

Для силы тока, которая определяется как производная заряда q по времени, из (q = C Um cos ωt) получим:

Между напряжением и силой тока в цепи с конденсатором наблюдается сдвиг фаз на π/2 (), причем ток опережает напряжение. Когда конденсатор разряжается (напряжение на нем равно нулю), ток максимален.

Амплитуда силы тока равна

называется емкостным сопротивлением. Если вместо амплитуд силы тока и напряжения в (Im = Um Cω) использовать их действующие значения, то, учитывая , получим:

Это означает, что действующие значения силы тока и напряжения на конденсаторе связаны так же, как и сила постоянного тока и напряжение согласно закону Ома, причем роль активного сопротивления R играет емкостное сопротивление Хс.

Чем больше емкость конденсатора и частота напряжения, тем меньше емкостное сопротивление и тем больше ток перезарядки.

Благодаря сдвигу фаз между током и напряжением в среднем за период не происходит ни накопления энергии на конденсаторе, ни ее диссипации (рассеяния). За четверть периода, когда конденсатор заряжается до максимального значения, на нем происходит накопление энергии электрического поля; в следующую четверть периода, при разрядке конденсатора, эта энергия возвращается в сеть.

Расчет

Расчет электрического емкостного сопротивления цепи делается по формуле. Она состоит из следующих значений:

«Xc» — является емкостным сопротивлением в Омах.
«1» — период полного заряда и разряда элемента.
«w» — круговая частота переменного тока с емкостью, рад/сек.
«C» — емкость конденсатора, единицы измерения Фарад.

Сама формула при этом выглядит следующим образом:

При помощи этой формулы легко рассчитывается Xc. Для этого требуется просто умножить циклическую частоту переменного тока на известную величину емкости конденсатора. Далее необходимо будет один период разделить на полученное значение. Таким образом можно всегда найти сопротивление конденсатора в Ом.

Рассчитываться емкостное сопротивление может так же с помощью и другой формулы, которая приведена на рисунке ниже.

При расчетах по данной формуле прослеживаются следующие зависимости:

Емкость конденсатора и частота тока всегда выше сопротивления.
От величин емкости и частоты зависит скорость одного периода заряда/разряда конденсатора.

Также стоит учесть, что после подключения конденсатора в цепь постоянного тока, его сопротивление сильно увеличивается. Объясняется причина такого явления довольно просто — отсутствует частота протекания электричества.

Характеристики элемента

Для того чтобы понять, что такое емкостное сопротивление, необходимо разобраться с его основной характеристикой, которая называется емкостью. Емкостью называется накопительная способность элемента. Она заключается в накоплении определенной доли электрического тока за определённый промежуток времени. Единицей измерения этой величины является Фарад (Ф или F).

Элемент заряжается электричеством до определенного момента, после которого он начинает разряжаться и отдавать ток дальше по электроцепи. Время полного разряда напрямую зависит от величины сопротивления цепи. Чем выше это значение, тем меньше времени тратится на разрядку элемента. Для расчета ёмкостной характеристики используется следующее выражение:

Так же конденсаторы обладают рядом дополнительных характеристик. К ним относят:

Общую удельную емкость. Является отношением массы диэлектрических пластин и емкостных параметров.
Напряжение. Параметр определяется как рабочее напряжение, которое способен выдержать элемент.
Температурная стойкость или стабильность. Это температурный параметр, который не влияет на изменение емкости.
Изоляционное сопротивление. Является величиной точки утечки и саморазряда.
Эквивалентная нагрузка. Значение, определяющее потери на выводе или контактах устройства.
Абсорбция. Разность потенциалов в момент разряда до 0.
Полярность. Параметр свойственен элементам, которые работают строго при подаче на обкладку потенциала определенного значения (плюс или минус).
Индуктивность. Свойство конденсатора образовывать на контактах индуктивное сопротивление. Такое свойство может наделить элемента параметрами колебательного контура.

Все эти значения строго учитываются при проектировании цепей или схем электрического оборудования.

Емкостное сопротивление.

Емкостное сопротивление в цепи переменного тока — это та часть сопротивления, которая создается конденсатором, включенным в цепь переменного тока (при пренебрежимо малой емкости подводящих проводов).

Напряжение на обкладках конденсатора u = φ1 – φ2 = q/C равно напряжению на входе цепи, поэтому

Для силы тока, которая определяется как производная заряда q по времени, из (q = C Um cos ωt) получим:

Амплитуда силы тока равна

Причины ёмкостного сопротивления

Причиной возникновения сопротивления емкостного считается уровень напряжения, возникающий на конденсаторе в процессе его заряда. Вектор его действия встречен вектору напряжения источника электричества, потому создает помеху воспроизведению электротока этим источником.

Сила тока цепи с постоянными показателями напряжения в момент работы электроконденсатора равно 0. Ее значения в цепи с переменным напряжением после подключения конденсатора I ? 0. В итоге, цепочке с непостоянным напряжением конденсатор придает Xc меньшее, чем цепочке с неизменным показателем напряжения.

Получается, что изменения напряжения отличаются по фазе от изменений тока на π/2.

По закону, сформулированному Омом, показатели силы электротока находятся в прямой пропорциональной зависимости от величины напряжения цепи. Формула вычисления наибольших величин напряженности и силы тока:

Вам это будет интересно Источники бесперебойного питания (ИБП) для компьютеров

f — показатель частоты непостоянного тока, измеряется в герцах;

ω — показатель угловой частоты тока;

С — размер конденсатора в фарадах.

Важно! Xc не выступает параметром проводника, оно находится в зависимости от такой характеристики электроцепи, как частота электротока.

Повышение значений данной величины вызывает рост пропускающей способности конденсатора (предел его сопротивления току непостоянному понижается).

Представим, к цепи подключен конденсатор, емкостью 1 мкФ. Необходимо вычислить, уровень емкостного сопротивления при величине частоты 50 Гц и как изменится емкостное сопротивление цепи переменного тока при частоте 1 кГц. Амплитуда напряжения, подведенного к конденсатору, составляет 50 В.

После введения данных в формулу, определяющую Xc, и получаются значения:

Емкостное сопротивление приравнивается к соотношению отклонений колебаний напряжения зажимов электрической цепочки с емкостными параметрами (с небольшими индуктивным и активным сопротивлениями) к колебаниям электротока цепочки. Она равнозначна электроконденсатору.

В чем измеряется емкостное электросопротивление

R представлено отношением напряжения к силе тока замкнутой электрической цепи, по закону Ома. Единицы измерения — Ом. Xc, как его разновидность, тоже измеряется в Омах.

Конденсаторы применяются при изготовлении фильтров. При параллельном присоединении к цепи, он способен задерживать высокие частоты, при последовательном удаляет низкие. Также они используются с целью отсечения переменной части от постоянной. Он незаменим в радиотехнике, при производстве датчиков приближения, для контроля процессов производства. Технологии, обладающие выше описанными свойствами, используются во всех областях промышленности.

Помогла статья? Оцените

Практические рекомендации по применению емкостного сопротивления

Учитывая особенности емкостного сопротивления, можно дать несколько общих рекомендаций.

Для эффективной фильтрации выбирать конденсатор исходя из рабочего диапазона частот
При сглаживании пульсаций использовать конденсаторы большей емкости
Учитывать влияние соединительных проводов при расчете параметров

Следуя этим советам, можно максимально эффективно использовать емкостное сопротивление на практике.

Перспективы применения емкостного сопротивления

Несмотря на многолетнюю историю, технологии на основе емкостного сопротивления не стоят на месте и продолжают совершенствоваться.

В частности ведутся разработки конденсаторов для экстремальных условий, расширяющие диапазоны рабочих температур и напряжений.

Кроме того, новые материалы и технологии производства позволяют создавать компактные конденсаторы с рекордными значениями емкости и малыми потерями.

Все это открывает перспективы применения емкостного сопротивления в высокочастотных схемах, импульсных источниках питания, цифровой электронике и других областях.