Ang isang kapasitor ay isa sa mga pinaka ginagamit na elektronikong sangkap. Ito ay may kakayahang mag-imbak ng enerhiya sa loob nito, sa anyo ng isang singil na elektrikal na gumagawa ng isang static boltahe (potensyal na pagkakaiba) sa mga plate nito. Sa simple, ang isang kapasitor ay katulad ng isang maliit na rechargeable na baterya. Ang isang capacitor ay isang kumbinasyon lamang ng dalawang conductive o metal plate na lugar na parallel, at electrically na pinaghihiwalay ng mahusay na insulate layer (tinatawag ding Dielectric) na binubuo ng waxed paper, mica, ceramic, plastic at iba pa.
Maraming mga application ng isang kapasitor sa electronics, ang ilan sa mga ito ay nakalista sa ibaba:
- Pagtabi ng Enerhiya
- Pagkontrol ng Kuryente
- Pag-aayos ng factor ng lakas
- Pagsala
- Mga Oscillator
Ngayon, ang punto ay kung paano gumagana ang isang capacitor ? Kapag ikinonekta mo ang suplay ng kuryente sa capacitor ay hinaharangan nito ang kasalukuyang DC dahil sa insulate layer, at pinapayagan ang isang boltahe na naroroon sa mga plato sa anyo ng elektrikal na singil. Kaya, alam mo kung paano gumagana ang isang capacitor at kung ano ang mga gamit o aplikasyon nito, ngunit kailangan mong malaman na kung paano gumamit ng isang capacitor sa mga elektronikong circuit.
Paano Kumonekta ang isang Capacitor sa Electronic Circuit?
Dito, ipapakita namin sa iyo ang mga koneksyon ng isang kapasitor at epekto dahil dito sa mga halimbawa.
- Capacitor sa Serye
- Capacitor sa Parallel
- Kapasitor sa AC Circuit
Kapasitor sa Series Circuit
Sa isang circuit, kapag ikinonekta mo ang mga capacitor sa serye tulad ng ipinakita sa imahe sa itaas, ang kabuuang capacitance ay nabawasan. Ang kasalukuyang sa pamamagitan ng capacitors sa serye ay pantay (ie i T = i 1 = i 2 = i 3 = i n). Samakatuwid, ang singil na nakaimbak ng mga capacitor ay pareho din (ie Q T = Q 1 = Q 2 = Q 3), dahil ang singil na nakaimbak ng isang plato ng anumang capacitor ay nagmula sa plato ng katabing capacitor sa circuit.
Sa pamamagitan ng paglalapat ng Kirchhoff's Voltage Law (KVL) sa circuit, mayroon tayo
V T = V C1 + V C2 + V C3 … equation (1)
Tulad ng alam natin, Q = CV Kaya, V = Q / C
Kung saan, V C1 = Q / C 1; V C2 = Q / C 2; V C3 = Q / C 3
Ngayon, sa paglalagay ng mga halagang nasa itaas sa equation (1)
(1 / C T) = (1 / C 1) + (1 / C 2) + (1 / C 3)
Para sa n bilang ng kapasitor sa serye ang equation ay magiging
(1 / C T) = (1 / C 1) + (1 / C 2) + (1 / C 3) +…. + (1 / Cn)
Samakatuwid, ang equation sa itaas ay ang Equation ng Series Capacitors.
Kung saan, C T = Kabuuang capacitance ng circuit
C 1 … n = Mga capacitor ng capacitor
Ang Equation ng Capacitance para sa dalawang espesyal na kaso ay natutukoy sa ibaba:
Kaso I: kung mayroong dalawang kapasitor sa serye, na may magkakaibang halaga ang capacitance ay ipapakita bilang:
(1 / C T) = (C 1 + C 2) / (C 1 * C 2) O, C T = (C 1 * C 2) / (C 1 + C 2)… equation (2)
Kaso II: kung mayroong dalawang kapasitor sa serye, na may parehong halaga ang capacitance ay ipapakita bilang:
(1 / C T) = 2C / C 2 = 2 / C O, C T = C / 2
Halimbawa para sa Series Capacitor Circuit:
Ngayon, sa halimbawa sa ibaba ay ipapakita namin sa iyo kung paano makalkula ang kabuuang kapasidad at indibidwal na pagbagsak ng boltahe ng rms sa bawat capacitor.
Tulad ng, sa itaas ng circuit diagram mayroong dalawang mga capacitor na konektado sa serye na may iba't ibang mga halaga. Kaya, ang pagbagsak ng boltahe sa mga capacitor ay hindi pantay din. Kung ikonekta namin ang dalawang capacitor na may parehong halaga ang boltahe na drop ay pareho din.
Ngayon, para sa kabuuang halaga ng capacitance gagamitin namin ang formula mula sa equation (2)
Kaya, C T = (C 1 * C 2) / (C 1 + C 2) Dito, C 1 = 4.7uf at C 2 = 1uf C T = (4.7uf * 1uf) / (4.7uf + 1uf) C T = 4.7uf / 5.7uf C T = 0.824uf
Ngayon, ang pagbagsak ng boltahe sa kabuuan ng capacitor C 1 ay:
VC 1 = (C T / C 1) * V T VC 1 = (0.824uf / 4.7uf) * 12 VC 1 = 2.103V
Ngayon, ang pagbagsak ng boltahe sa kabuuan ng capacitor C 2 ay:
VC 2 = (C T / C 2) * V T VC 2 = (0.824uf / 1uf) * 12 VC 2 = 9.88V
Kapasitor sa Parallel Circuit
Kapag ikinonekta mo ang mga capacitor nang kahanay, pagkatapos ang kabuuang capacitance ay magiging katumbas ng kabuuan ng lahat ng capacitors ng capacitors. Dahil ang tuktok na plato ng lahat ng mga capacitor ay konektado magkasama at ang ilalim na plato din. Kaya, sa pamamagitan ng paghawak sa bawat isa ang mabisang plate area ay nadagdagan din. Samakatuwid, ang capacitance ay proporsyonal sa ratio ng Lugar at distansya.
Sa pamamagitan ng paglalapat ng Kasalukuyang Batas (KCL) ni Kirchhoff sa nasa itaas na circuit, i T = i 1 + i 2 + i 3
Tulad ng alam natin kasalukuyang sa pamamagitan ng isang kapasitor ay ipinahayag bilang;
i = C (dV / dt) Kaya, i T = C 1 (dV / dt) + C 2 (dV / dt) + C 3 (dV / dt) At, i T= (C 1 + C 2 + C 3) * (dV / dt) i T = C T (dV / dt)… equation (3)
Mula sa equation (3), ang Parallel Capacitance equation ay:
C T = C 1 + C 2 + C 3
Para sa bilang ng mga capacitor na konektado kahanay sa equation sa itaas ay ipinahayag bilang:
C T = C 1 + C 2 + C 3 +… + Cn
Halimbawa para sa Parallel Capacitor Circuit
Sa diagram ng circuit sa ibaba, mayroong tatlong mga capacitor na konektado sa parallel. Tulad ng mga capacitor na ito ay konektado sa parallel ang katumbas o kabuuang capacitance ay magiging katumbas ng kabuuan ng indibidwal na capacitance.
C T = C 1 + C 2 + C 3 Kung saan, C 1 = 4.7uf; C 2 = 1uf at C 3 = 0.1uf Kaya, C T = (4.7 +1 + 0.1) uf C T = 5.8uf
Kapasitor sa mga circuit ng AC
Kapag ang isang kapasitor ay konektado sa supply ng DC, pagkatapos ay magsisimulang singilin nang dahan-dahan ang capacitor. At, kapag ang kasalukuyang pagsingil ng boltahe ng isang kapasitor ay katumbas ng supply boltahe sinabi na buong kondisyon na nasingil. Dito, sa kundisyong ito ang capacitor ay gumagana bilang isang mapagkukunan ng enerhiya hangga't inilapat ang boltahe. Gayundin, hindi pinapayagan ng mga capacitor ang kasalukuyang dumaan dito matapos itong ganap na singilin.
Kailanman, ang boltahe ng AC ay ibinibigay sa kapasitor tulad ng ipinakita sa itaas na pulos capacitive circuit. Pagkatapos ay ang singil ng capacitor at patuloy na naglalabas sa bawat bagong antas ng boltahe (singil sa antas ng positibong boltahe at naglalabas sa antas ng negatibong boltahe). Ang kapasidad ng capacitor sa mga AC circuit ay nakasalalay sa dalas ng boltahe ng pag-input na ibinibigay sa circuit. Ang kasalukuyang ay direktang proporsyonal sa rate ng pagbabago ng boltahe na inilapat sa circuit.
i = dQ / dt = C (dV / dt)
Phasor diagram para sa Capacitor sa AC Circuit
Tulad ng nakikita mo ang diagram ng phasor para sa AC capacitor sa larawan sa ibaba, ang kasalukuyang at boltahe ay kinakatawan sa sine wave. Sa pagmamasid, sa 0⁰ ang kasalukuyang singilin ay nasa rurok na halaga nito dahil sa boltahe na pagtaas ng positibong direksyon na patuloy.
Ngayon, sa 90⁰ walang kasalukuyang daloy sa pamamagitan ng capacitor dahil ang supply boltahe ay umabot sa maximum na halaga. Sa 180⁰ ang boltahe ay nagsisimulang bumabagal nang marahan sa zero at kasalukuyang umabot sa maximum na halaga sa negatibong direksyon. At, muli ang pag-charge ay umabot sa rurok na halaga nito sa 360⁰, dahil sa supply boltahe ay nasa pinakamababang halaga nito.
Samakatuwid, mula sa nasa itaas na waveform maaari nating obserbahan na ang kasalukuyang ay humahantong sa boltahe ng 90⁰. Kaya, maaari nating sabihin na ang boltahe ng AC ay lags ng kasalukuyang 90 by sa isang perpektong circuit ng capacitor.
Reactance ng Capacitor (Xc) sa AC Circuit
Isaalang-alang ang diagram ng circuit sa itaas, tulad ng alam nating AC input boltahe ay ipinahayag bilang, V = V m Kasalanan wt
At, singil ng capacitor Q = CV, Kaya, Q = CV m Sin wt
At, kasalukuyang sa pamamagitan ng isang kapasitor, i = dQ / dt
Kaya, i = d (CV m Sin wt) / dt i = C * d (V m Sin wt) / dt i = C * V m Cos wt * w i = w * C * V m Sin (wt + π / 2) sa, wt = 0 sin (wt + π / 2) = 1 samakatuwid, i m = wCV m V m / i m = 1 / wC
Tulad ng alam natin, w = 2πf
Kaya, Capacitive Reactance (Xc) = V m / i m = 1 / 2πfC
Halimbawa para sa Capacitive Reactance sa AC Circuit
diagram
Sabihin, isaalang-alang ang halaga ng C = 2.2uf at ang supply boltahe V = 230V, 50Hz
Ngayon, ang Capacitive Reactance (Xc) = V m / i m = 1 / 2πfC Dito, C = 2.2uf, at f = 50Hz Kaya, Xc = 1/2 * 3.1414 * 50 * 2.2 * 10 -6 Xc = 1446.86 ohm