Unit kapasitansi, rumus, perhitungan, contoh

Itu Kapasitansi Ini adalah hubungan antara beban kapasitor atau pelatih, diukur dalam Coulomb, dan potensial listrik atau tegangannya, diukur dalam volt. Ini dinyatakan dalam unit Faradio (f), untuk menghormati Michael Faraday (1791-1867).

Kapasitansi juga didefinisikan sebagai properti atau kapasitas kondensor atau set kapasitor listrik, yang diukur dengan jumlah muatan listrik yang dapat disimpan, secara terpisah, per unit perubahan potensi listrik.

Lampu, serta perangkat listrik lainnya, harus menjadi bagian dari operasinya untuk kapasitansi. Sumber: Pixabay.

Istilah kapasitansi diperkenalkan sebagai hasil dari penciptaan perangkat listrik yang disebut kapasitor, diciptakan oleh ilmuwan Prusia Ewald Georg von Kleist, pada 1745, dan terlepas dari fisikawan Belanda Pieter Van Musschenbroek.

Kapasitor adalah perangkat listrik yang menyimpan muatan listrik dan mengunduhnya secara instan. Properti ini telah digunakan di berbagai perangkat listrik, seperti televisi, radio, lampu, komputer, di antara banyak lainnya dalam kehidupan sehari -hari.

[TOC]

Kapasitor dan kapasitansi

Kapasitor atau kapasitor terdiri dari dua pengemudi yang memiliki beban yang sama dan sebaliknya. Pengemudi disebut baju besi baju besi atau pelat kondensor.

Sebuah plak terkait dengan terminal positif (+) dari satu baterai, sedangkan pelat lainnya terkait dengan negatif (-). Karena pelat memiliki beban yang sama dan tanda yang berlawanan, beban bersih kapasitor adalah nol (0).

Kapasitansi adalah hubungan antara beban pengemudi atau konduktor yang membentuk kapasitor dan nilai perbedaan tegangan antara pelat kondensor.

Dapat melayani Anda: Refrigeran Rosario

Unit dan formula

Formula kapasitansi adalah sebagai berikut:

C = q / v

Dimana C adalah kapasitansi, Q beban (yang unitnya adalah Coulomb) dan v  Tegangan (volt)

Unit kapasitansi adalah faradio (f), yang setara dengan coulomb / voltio. Faradio adalah unit yang sangat besar, jadi mikrofradium (μF) digunakan, setara dengan 10^-6 Farad; atau Faradio Peak (PF), yang setara dengan 10^-12 farad.

Bagaimana kapasitansi dihitung?

Apa yang akan menjadi nilai kapasitansi kapasitor yang pelatnya memiliki beban 5 · 10^-3 Coulomb, dan perbedaan tegangan 6 volt?

Menerapkan formula yang kami selesaikan:

C = q / v

= (5 · 10^-3 Coulomb) / (6 volt)

= 8.33 · 10^-4  farad

Contoh

Formula kapasitansi bervariasi tergantung pada jenis kapasitor.

Kapasitor pelat paralel

C = kε_{salah satu}A / d

k adalah konstanta dielektrik, yang memiliki nilai 1 di udara dan kekosongan. Untuk alasan ini formula dikurangi menjadi:

C = ε_{salah satu}A / d

ε_{salah satu} Ini adalah konstanta dielektrik, yang nilainya mendekati 8.854 · 10^-12 F · m^-1, A adalah area atau permukaan pelat paralel yang diekspresikan dalam m², ketika D Jarak yang memisahkan pelat paralel.

Kapasitor bola

C = 4πε_{salah satu}R

Di mana r adalah jari -jari bola dalam meter.

Bola konsentris

C = 4πε_{salah satu} / (1/ r₁ - 1/r₂)

Kapasitor silinder konsentris

C = 2πε_{salah satu}l/ln (r₂ / R₁)

Di mana l adalah panjang silinder konsentris dalam meter.

Latihan terpecahkan

Kapasitor pelat datar paralel

Apa yang akan menjadi kapasitas kapasitor atau kapasitor di udara dengan area pelat 3 cmnya² dan dipisahkan dengan jarak 2 mm?

Dapat melayani Anda: 12 contoh basis kimia

Kami memiliki formula:

C = ε_{salah satu}Iklan

Dan datanya:

ε_{salah satu} = 8.854 x 10^-12 F · m^-1

A = 3 cm² (3 · 10^-4 M²)

D = 2 mm (2 · 10^-3 M)

Lanjutkan untuk mengganti:

C = (8.854 · 10^-12 F · m^-1) (3 · 10^-4 M²) / (2 · 10^-3 M)

= 1.3281 · 10^-14 F

Kapasitor atau kapasitor berbentuk bola

Jika Bumi dianggap sebagai kapasitor bola dengan jari -jari (r) 6.370 km: Apa nilai kapasitansi Anda?

Data:

C = 4πε_{salah satu}R

Π = 3.1416

ε_{salah satu} = 8.854 · 10^-12 F.M^-1

R = 6.370 km (6,37 · 10⁶ M)

Nilai -nilai dalam rumus kapasitansi diganti lagi:

C = (4 · 3.1416) (8.854 · 10^-12 F · m^-1) (6.37 · 10⁶ M)

= 7.09 · 10^-8 F

= 709 µF

Kombinasi kapasitor

Kapasitor atau kapasitor dapat dikombinasikan secara seri atau paralel.

Kapasitor Seri

Kapasitor Seri. Sumber Gabriel Bolívar via CircuitLab

Gambar atas menunjukkan tiga kapasitor seri (c₁, C₂ dan C₃), serta baterai dengan terminal positif (+) dan negatif (-). Kapasitor ini memiliki serangkaian karakteristik dalam kaitannya dengan tegangan, beban, dan kapasitansi mereka.

Penurunan tegangan (ΔV) dalam kapasitor

ΔV_T = ΔV₁   +   ΔV₂   +    ΔV₃

Total penurunan tegangan dalam satu set kapasitor serial sama dengan jumlah jatuh tegangan kapasitor.

Beban  kapasitor

Q_T = Q₁ = Q₂ = Q₃

Jumlah beban yang sama beredar melalui seri.

Kapasitor Kapasitor

Kapasitansi setara kapasitor serial menyajikan hubungan berikut:

1 c_Persamaan  = 1/c₁  +   1 c₂   +   1 c₃

Kapasitor paralel

Kapasitor paralel. Sumber Gabriel Bolívar via CircuitLab.

Up kami memiliki tiga kapasitor yang diatur secara paralel (c₁, C₂ dan C₃), yang tetap terkait dengan penurunan tegangan, beban dan kapasitansi perilaku berikut:

Dapat melayani Anda: alkena

Penurunan tegangan kapasitor

ΔV_T  = ΔV₁  = ΔV₂  = ΔV₃

Dalam kapasitor paralel, penurunan tegangan total kapasitor sama dengan yang ada untuk masing -masing kapasitor.

Kapasitor

Q_T  = Q₁  +  Q₂  +  Q₃

Dalam sistem secara paralel, pemuatan total kapasitor sama dengan jumlah beban semua kapasitor.

Kapasitor Kapasitor

C_Persamaan  = C₁  +  C₂   +  C₃

Dalam sistem paralel kapasitansi yang setara dari mereka sama dengan jumlah kapasitansi semua kapasitor.

Contoh latihan

Contoh masalah dan kapasitor paralel. Sumber Gabriel Bolívar via CircuitLab.

Skema tiga kapasitor ditunjukkan di atas: c₁ dan C₂ Mereka diatur secara seri dan mereka paralel dengan c₃. Kapasitan kapasitor adalah sebagai berikut: C₁ = 5 µF, c₂ = 6 µF dan C₃ = 3 µF. Temukan kapasitansi yang setara dari sirkuit.

Pertama adalah kapasitansi setara C₁ dan C₂ siapa yang dalam seri.

1 c_EQ1,2 = 1/c₁  +  1 c₂

1 c_EQ1,2 = 1/5 µF +1/6 µF

1 c_EQ1,2 = (11/30) µf

C_EQ1,2 = 30 µF / 11

= 2.72 µF

Kapasitor 1 dan 2 secara paralel dengan C₃. Jadi, kapasitansi yang setara dari C₁, C₂ dan C₃ sama dengan c_EQ1,2 +  C₃.

C_EQ1,2,3 = 2.72 µF +3 µF

= 5.72 µF

Referensi

1. Serway, r. KE. dan Jewett, J. W. (2009). Fisika untuk Sains dan Teknik. Volume 2. Edisi Ketujuh. Editorial Cengage Learning.
2. Reddick, R dan Halliday, D. (1965). Fisik.  Bagian 2. Edisi Kedua dalam bahasa Spanyol. Editorial Kontinental S.KE.
3. Belajar. (22 April 2015). Kapasitansi: Unit & Formula. Pulih dari: belajar.com
4. Fisika Lume. (S.F.). Kapasitor dalam seri dan paralel. Pulih dari: kursus.Lumenarning.com
5. Para editor Eeritlopaedia Britannica. (2020). Kapasitansi. Dipulihkan dari: Britannica.com