Kontūras:
Kaip apskaičiuoti kondensatoriaus dydį
- Tradicinis metodas
- Lentelės daugiklio metodas
- Paleidimo energijos lygtis Metodas
- Talpos lygties metodas
Kaip apskaičiuoti kondensatoriaus dydį
Kuriant grandinę svarbu nustatyti komponentų reitingus, nes norint gauti norimą grandinės išvestį, reikia turėti tinkamų įvertinimų komponentus. Panašiai, norėdami naudoti kondensatorių grandinėje, paprastai randame tinkamos talpos kondensatorių, kuris, kitaip tariant, nurodo kondensatoriaus dydį. Taigi, yra įvairių būdų, kaip išmatuoti kondensatoriaus dydį, ir šie būdai yra:
- Naudojant tradicinį metodą
- Naudojant lentelės daugiklio metodą
- Naudojant paleidimo energijos lygtį
- Naudojant talpos lygtį
1 būdas: tradicinio metodo naudojimas
Paprastai kondensatoriaus dydis daugiausia priklauso nuo grandinėje reikalingos talpos vertės. Šis tradicinis metodas pirmiausia naudojamas, kai reikia pagerinti galios koeficientą, o vertės reikia KVAR. Taikant šį metodą, apskaičiuojama abiejų galios koeficiento kampų skirtumo liestinė ir padauginama iš prietaiso vardinės galios.
Taigi, norėdami iliustruoti šį metodą, apsvarstykite trifazį variklį, kurio vardinė galia yra 5 KW, pradinis galios koeficientas yra 0,75, o galios koeficientas yra 0,9. Taigi, turime rasti KVAR talpos arba kondensatoriaus dydžio vertę, kuri gali padidinti galios koeficientą iki 0,9. Čia yra galios koeficiento lygtis:
Dabar, kai žinome pradinį ir reikalingą galios koeficientą, galime apskaičiuoti abiejų faktorių kampus naudodami aukščiau pateiktą lygtį:
Dabar pradinio galios koeficiento kampas yra 41,1 laipsnio, o reikalingas kampas yra 25,8 laipsnio, todėl įdėkite reikšmes į žemiau pateiktą lygtį:
Tai yra bendra talpa, reikalinga trifazio variklio galios koeficientui pagerinti, todėl norint apskaičiuoti fazei reikalingą talpą, šią vertę padalykite iš trijų:
Paprastai mes turime faradų talpą, todėl norėdami ją konvertuoti į faradus, galime naudoti šią lygtį, tačiau tam reikia žinoti dažnį ir įtampą:
Taigi dabar, jei dažnis yra 50 Hz, o įtampa yra 400 voltų, reikalinga talpa bus:
Taigi dabar mes apskaičiavome kondensatoriaus dydį ir pagal pateiktus parametrus, norint pagerinti galios koeficientą, reikia 13 mikrofaradų kondensatoriaus.
Be to, norėdami konvertuoti talpą faradais iš KVAR, naudokite talpinės reaktyvumo formulę, radę srovę ir talpinę reaktyvumą pagal Ohmo įstatymą. Taigi, norėdamas tai iliustruoti, naudoju tą patį ankstesnį pavyzdį, todėl dabar pirmiausia apskaičiuokite srovę:
Dabar naudokite Ohmo dėsnį, kad apskaičiuotumėte talpinę reaktyvumą:
Dabar, norėdami rasti kondensatoriaus talpą, naudokite talpinę reaktyvumą:
Dabar, kaip matote iš abiejų metodų, talpos vertė yra ta pati, todėl galite naudoti bet kurį iš vieno metodo, norėdami konvertuoti KVAR talpą į faradus.
Pavyzdys: KVAR ir mikrofaradų talpos apskaičiavimas
Vienfazio variklio, kurio įtampa tiekiama 500 voltų, esant 60 Hz dažniui, galios koeficientas yra 0,85, atsiliekant nuo 50 A srovės. Galios koeficientą reikia padidinti iki 0,94, lygiagrečiai sujungiant kondensatorius. . Raskite kondensatoriaus dydį, apskaičiuodami reikiamą talpą.
Pirmiausia apskaičiuokite abiejų galios koeficientų kampus naudodami galios koeficiento lygtį:
Dabar norint apskaičiuoti reikiamą talpą, mums reikia vardinės variklio galios, kurią galima apskaičiuoti pagal galios formulę:
Dabar apskaičiuokite KVAR talpą, paimdami angelų skirtumo liestinę ir padaugindami rezultatą iš variklio galios:
Paprastai mes turime faradų talpą, todėl norėdami ją konvertuoti į faradus, galime naudoti šią lygtį, tačiau tam reikia žinoti dažnį ir įtampą:
Taigi dabar mes apskaičiavome kondensatoriaus dydį ir pagal pateiktus parametrus, norint pagerinti galios koeficientą, reikia 52 mikrofaradų kondensatoriaus.
2 būdas: lentelės daugiklio metodo naudojimas
Lentelės daugiklis yra skirtingų verčių rinkinys, vadinamas daugiklio koeficientu, pagal kurį galima pasiekti reikiamą galios koeficientą. Norint rasti reikiamą kondensatoriaus talpą, ši lentelė naudojama daugiklio koeficientui pasirinkti, atsižvelgiant į pradinį ir tikslinį galios koeficientą. Taigi, norėdami apskaičiuoti KVAR kondensatoriaus talpą, tiesiog padauginkite galią ir daugiklio koeficientą:
Taigi čia yra lentelė, kurioje rodomi skirtingų galios koeficientų daugiklio koeficientai:
Be to, jei jums reikia rasti daugiklio koeficientą, galite naudoti aukščiau pateiktą formulę kaip:
Pavyzdys: Apskaičiuokite kondensatoriaus talpos dydį KVAR ir Farad
Apsvarstykite apkrovą, kuri naudoja 1 kW galią iš kintamosios srovės maitinimo šaltinio, kurio įtampa yra 208 voltai, esant 50 Hz dažniui. Šiuo metu galios koeficientas atsilieka 70 procentų, o norint jį pagerinti iki 91 procento, reikia lygiagrečiai prijungti kondensatorių. Raskite kondensatoriaus dydį mikrofaradais.
Pradinis galios koeficientas yra 0,7, o reikalingas koeficientas yra 0,91, todėl naudojant aukščiau pateiktą lentelę matome, kad 0,97 daugiklio koeficientas yra 0,741, todėl dabar pateikiamos reikšmės:
Dabar tiesiog konvertuokite VAR į faradus naudodami toliau pateiktą lygtį:
Taigi dabar mes apskaičiavome kondensatoriaus dydį ir pagal pateiktus parametrus, norint pagerinti galios koeficientą, reikia 0,053 faradų kondensatoriaus.
3 būdas: paleidimo energijos lygties naudojimas
Kondensatoriaus paleidimo energija yra energija, kuri yra sukaupta jame įkraunant nuo 0 iki pilno. Šis metodas yra įmanomas, kai jau turite paleidimo energiją ir potencialų skirtumą tarp kondensatoriaus plokštės. Paprastai šie parametrai nepateikiami, bet jei apskaičiavote šiuos parametrus, naudokite toliau pateiktą lygtį:
Taigi, norint rasti kondensatoriaus talpą, pagrįstą paleidimo energija ir potencialų skirtumu, aukščiau pateiktą lygtį galima parašyti taip:
Pavyzdys: Apskaičiuokite Capacito dydį r
Apsvarstykite vienfazį variklį, kuriam reikalinga 17 J paleidimo energija, o kintamosios srovės tiekimo įtampa yra 120 voltų, tada suraskite kondensatoriaus dydį, kuris kompensuotų variklio reikalingą paleidimo energiją.
Dabar norėdami rasti talpą, reikalingą reikiamai paleidimo energijai, įdėkite vertes į smūgio lygtį:
Taigi dabar mes apskaičiavome kondensatoriaus dydį ir pagal pateiktus parametrus reikia 0,053 faradų kondensatoriaus, kad būtų užtikrinta reikiama paleidimo energija.
4 būdas: talpos lygties naudojimas
Kondensatorius turi dvi metalines plokštes, kurios yra atskirtos bet kokia izoliacine medžiaga, paprastai vadinama dielektriku. Šios plokštės yra tam tikro dydžio ir dielektrikas turi savo pralaidumo reikšmes, abu šie parametrai labai įtakoja kondensatoriaus talpą.
Taigi, kitas būdas apskaičiuoti kondensatoriaus dydį yra naudoti jo parametrus, susijusius su matmenimis ir dielektrinėmis savybėmis. Čia yra kondensatoriaus talpos apskaičiavimo formulė, jei žinomi matmenų ir izoliatoriaus parametrai:
Dabar čia A yra plokščių plotas, o d yra atstumas tarp kondensatoriaus plokščių, be to, ϵ O yra laisvosios erdvės ir ϵ laidumas r santykinis dielektriko medžiagos laidumas.
1 pavyzdys: Kondensatoriaus talpos nustatymas
Apsvarstykite kondensatorių su metalinėmis plokštėmis, kurių plotas yra 500 cm 2 ir atstumas tarp plokščių yra 0,1 mm, o tai yra dielektrinės medžiagos storis. Apskaičiuokite talpą, jei dielektrikas yra oras, o jei dielektrikas yra popierius, kurio santykinis laidumas yra 4.
Pirma, rasti talpą, kai dielektrikas yra oras:
Dabar, jei dielektrikas yra popierius, kurio santykinis laidumas yra 4, tada talpa bus tokia:
2 pavyzdys: Kondensatoriaus plokščių ploto apskaičiavimas
Koks būtų kondensatoriaus plokščių plotas, jei reikia 1 mikrofaradų talpos, o atstumas tarp plokščių yra 0,1 mm? Laikykite orą dielektriku kaip oksido plėvelę, kurios santykinis laidumas yra 10.
Kadangi žinome talpos formulę, galime ją naudoti norėdami rasti plokščių plotą, kuris iš tikrųjų turės įtakos kondensatoriaus dydžiui.
Taigi dabar apskaičiavome kondensatorių plokščių dydį ir pagal pateiktus parametrus plokštės plotas 1,13 m. 2 Faradas reikalingas kondensatoriui, kurio talpa yra 1 mikrofaradas.
Išvada
Kiekvienai elektros grandinei reikalingas tinkamas komponentų rinkinys, turintis optimalias specifikacijas, kad būtų pasiekti norimi rezultatai. Taigi, norint rasti reikiamus bet kurio komponento įvertinimus, yra tam tikri parametrai, tokie kaip įtampa, srovė, galia, talpa, varža ir kt.
Pasirinkus reikiamos talpos kondensatorių, talpą galima apskaičiuoti keturiais būdais, kurie galiausiai lemia kondensatoriaus dydį. Kondensatoriaus dydį galima apskaičiuoti naudojant tradicinį KVAR talpos nustatymo metodą, naudojant lentelę, talpos lygtį ir paleidimo energijos lygtį.