Comment calculer la tension aux bornes du condensateur

May 15

Comment calculer la tension aux bornes du condensateur
Les condensateurs sont utilisés dans les systèmes électriques pour stocker de petites quantités de charge électrique, puis de se décharger lorsque la charge est nécessaire. La plupart des appareils électroniques communs contiennent plusieurs condensateurs; ils sont utilisés dans les voitures, les téléviseurs et les ordinateurs. La physique du condensateur charge et la décharge sont bien connus, et ce est une tâche assez simple pour calculer la tension aux bornes du condensateur.

Instructions

1 Calculer la tension pour un condensateur à l'état stable --- ni chargement ni déchargement. Dans ce cas, la différence de potentiel électrique entre l'anode et de cathode bornes du condensateur dépend de la charge stockée du condensateur et de sa capacité.

V = Q / C

Où:

V = tension aux bornes du condensateur

Q = charge stockée dans le condensateur

C = capacitance

Par conséquent, si vous connaissez le montant de la charge stockée sur le condensateur et sa capacité, vous pouvez calculer la tension aux bornes du condensateur chargé. Par exemple, si un de quatre microfarad condensateur magasins quatre microcoulombs de la charge, la tension aux bornes du condensateur serait un volt.

2 Calculer la tension de condensateur de charge --- dans un circuit série RC; sans résistance le condensateur facturerait directement, avec une tension égale à la tension de sortie de la source d'alimentation. Dans ce cas, la tension aux bornes du condensateur varie avec le temps, en tant que:

V (t) = V_source * [1 - e ^ (- t / RC)]

Où:

V (t) = tension variable dans le temps aux bornes du condensateur

V_source = tension d'alimentation constante (à partir d'une batterie, par exemple)

t = temps

R = résistance de la résistance

C = capacitance

On peut donc calculer la tension aux bornes du condensateur à tout moment après qu'il est connecté à une alimentation électrique. Comme vous pouvez le voir dans l'équation, car il devient grandes (beaucoup de temps se écoule), la tension aux bornes du condensateur approche V_source.

A titre d'exemple, supposons que vous voulez calculer la tension aux bornes d'un condensateur de cinq farad connecté en série avec une pile de neuf volts et une résistance de six ohms 30 secondes après la fermeture du circuit. Dans ce cas:

V (30sec) = 9 volts [1 - e ^ (- 30 secondes / 6ohms 5farads)]

V (30sec) = 9 * [1 - e ^ (- 1)]

V (30sec) = 5,69 volts

3 Calculer la tension à un condensateur de décharge --- dans un circuit série RC; sans résistance le condensateur se décharge directement, avec une tension égale à la tension de sortie de la source d'alimentation. Similaire à un condensateur de charge, la tension aux bornes d'un condensateur de décharge varie également avec le temps:

V (t) = V_start * e ^ (- t / RC)

Où:

V (t) = tension variable dans le temps aux bornes du condensateur

V_start = tension de démarrage à travers le condensateur, calculée selon la formule ci-dessus l'état d'équilibre V = Q / C

t = temps

R = résistance de la résistance

C = capacitance

Il est donc possible de calculer la tension aux bornes d'un condensateur à tout moment après le condensateur commence à se décharger à travers un circuit à une résistance.

Par exemple, supposons que vous voulez calculer la tension aux bornes d'un condensateur de cinq farad connecté en série avec une résistance de six ohms 30 secondes après la fermeture du circuit; la tension d'amorçage sur le condensateur est de neuf volts.

V (30sec) = 9 volts e ^ (- 30 secondes / 6ohms 5farads)

V (30sec) = 9 * e ^ (- 1)

V (30sec) = 3,31 volts