Калькулятор импеданса конденсатора • Электротехнические и радиотехнические калькуляторы • Онлайн-конвертеры единиц измерения
Отметим, что величина импеданса идеального конденсатора равна его реактивному сопротивлению. Однако это не идентичные величины, так как между током и напряжением в емкостной цепи существует фазовый сдвиг. Для расчетов используются указанная ниже формула:
Здесь
XC — реактивное сопротивление конденсатора в омах (Ом) ,
ZLC — импеданс конденсатора в омах (Ом),
ω = 2πf — угловая частота в рад/с,
j — мнимая единица.
f — частота в герцах (Гц),
С — емкость в фарадах (Ф), и
Для расчета выберите единицы измерения и введите емкость и частоту. Импеданс конденсатора будет показан в омах.
График зависимости реактивного сопротивления конденсатора XC и текущего через него тока I от частоты f для нескольких величин емкости показывает обратную пропорциональную зависимость от частоты реактивного сопротивления
Конденсатор представляет собой пассивный электрический элемент с двумя выводами, состоящий, в основном, из двух электрических проводников, часто в форме тонких металлических пластин, разделенных диэлектриком, например, пластмассовой пленкой, керамикой, бумагой или даже воздухом.
Конденсаторы используются для хранения энергии в форме электрического заряда.
Если незаряженный конденсатор подключить к источнику постоянного напряжения, он заряжается до приложенного напряжения и его зарядный ток экспоненциально уменьшается от максимального значения в начальной точке заряда до нуля. В то же время, напряжение на конденсаторе увеличивается до напряжения источника постоянного тока.
Таким образом, когда напряжение на конденсаторе становится максимальным, ток через него достигает минимума. Скорость изменения тока определяется постоянной времени цепи, в которую включен конденсатор. Полностью заряженный конденсатор блокирует ток и действует как временный накопитель энергии.
Идеальный конденсатор поддерживает полный заряд в течение неограниченно долгого времени даже в том случае, если отключить источник постоянного напряжения. Однако в реальной жизни конденсаторы, особенно электролитические, не могут хранить энергию постоянно, так как у них имеется относительно низкое сопротивление утечки и, следовательно, большой ток утечки.
Если к конденсатору приложить синусоидальное напряжение, он заряжается сначала в одном направлении, а затем в противоположном. Полярность его заряда изменяется со скоростью изменения переменного напряжения. Как уже упоминалось выше, когда напряжение достигает максимума, ток становится минимальным и когда напряжение достигает минимума, ток достигает максимума. Ток через конденсатор пропорционален скорости изменения напряжения, причем ток максимален, когда напряжение изменяется быстрее всего, а это происходит, когда синусоида напряжения пересекает нулевую точку. На рисунке показан график напряжения на конденсаторе, заряда на нем и протекающего через него тока выглядит.
В чисто емкостной цепи величина тока зависит от скорости изменения напряжения. Ток заряжает конденсатор и когда ток медленно понижается до нуля, конденсатор полностью заряжен и напряжение на нем достигает максимума. VC — напряжение, QC — заряд, IC — ток, φ = –90° = –π/2 — фазовый сдвиг.
1 — конденсатор начинает заряжаться, ток достиг положительного максимума, скорость его изменения нулевая и напряжение на конденсаторе, а также его заряд — нулевые; 2 — конденсатор полностью заряжен, ток через него равен нулю, скорость его изменения в этот момент максимальна, а напряжение на конденсаторе и его заряд в этот момент максимальны и положительны; 3 — конденсатор заряжается в противоположном направлении, ток через него достиг отрицательного максимума, скорость его изменения нулевая, напряжение и заряд конденсатора также нулевые; 4 — конденсатор полностью заряжен, ток через него нулевой, скорость его изменения максимальна, а заряд и напряжение на конденсаторе достигли своих отрицательных максимумов
Как мы видим, напряжение на конденсаторе отстает от тока в нем по времени и фазе на 90°, так ток должен течь достаточно долго, чтобы на конденсаторе возник заряд и, соответственно, возросло напряжение. Можно также сказать, что ток опережает напряжение. Величина этого опережения зависит от соотношения величин реактивного сопротивления и активного сопротивления в цепи.
Если сопротивления в цепи нет, то отставание (опережение) будет на 90° (ток нулевой, когда напряжение максимально). Этот угол называется фазовым сдвигом.
Аналогичное явление можно наблюдать и в природе. Сравните: Солнце светит сильнее всего в астрономический полдень (солнечный свет — напряжение), однако самая жаркая часть дня обычно бывает через несколько часов после полудня (температура — ток). Или другой пример. День зимнего солнцестояния в северном полушарии (самый короткий день) — в конце декабря, однако самые холодные месяцы еще впереди. В зависимости от того, где вы живете, это будет январь или февраль. Вспомните поговорку «Солнце — на лето, зима — на мороз». Это как раз о поведении емкости, только в природной аналогии. Такой сезонный «сдвиг фаз» или отставание вызван поглощением энергии Солнца огромными массами воды в океанах. Они отдадут эту запасенную энергию, но позже — точно так же, как это делают конденсаторы.
День зимнего солнцестояния
Рассчитанный этим калькулятором импеданс представляет собой меру сопротивления конденсатора пропускаемому через него сигналу на определенной частоте.
Емкостное реактивное сопротивление обратно пропорционально частоте приложенного переменного напряжения. Приведенные выше формула и график показывают, что реактивное сопротивление конденсатора XС мало при высоких частотах и велико при низких частотах (катушки индуктивности ведут себя с точностью до наоборот). При нулевой частоте (при постоянном напряжении) емкостное реактивное сопротивление становится бесконечно большим и прерывает протекающий ток. С другой стороны, при очень высоких частотах конденсатор проводит очень хорошо — отсюда правило, которое мы выучили в школе: конденсаторы не пропускают постоянный ток и пропускают переменный. Если частота очень высокая, конденсаторы пропускают сигнал очень хорошо.
Импеданс измеряется в омах, так же, как и сопротивление. Импеданс мешает прохождению электрического тока так же, как и сопротивление, и показывает как сильно конденсатор противодействует прохождению тока через него. Но тогда возникает вопрос: в чем же разница между импедансом и сопротивлением? А разница заключается в зависимости импеданса от частоты приложенного сигнала.
Сопротивление от частоты не зависит, а импеданс конденсаторов от частоты зависит. С увеличением частоты импеданс конденсатора уменьшается и наоборот.
Этот калькулятор предназначен для расчета импеданса идеальных конденсаторов. Реальные конденсаторы всегда имеют некоторую индуктивность и сопротивление. Для расчета импеданса реальных конденсаторов пользуйтесь калькулятором импеданса RLС-цепей.
Конденсаторы советского производства, выпущенные в конце 60-х гг. прошлого века
Онлайн калькулятор расчета запасаемой энергии в конденсаторе
Конструктивно конденсатор представляет собой емкостной элемент, состоящий из двух параллельно расположенных пластин, пространство между которыми заполнено диэлектриком.
Устройство конденсатораПринцип работы конденсатора заключается в способности накапливать определенную величину заряда на пластинах и отдавать их обратно в сеть при прохождении через него переменного тока. Для цепи постоянного тока конденсатор представляет собой разрыв, но пластины все равно способны накапливать заряд.
Основным параметром конденсатора является емкость, выражающаяся в Фарадах и способность накапливать заряд, выражаемая величиной энергии в Джоулях.
Если емкость конденсатора указывается на корпусе элемента и является его паспортным значением, то количество запасаемой энергии можно определить путем вычислений. Наиболее простым способом вычисления является использования онлайн калькулятора.
Для этого выполните такую последовательность действий:
- Внесите в первую графу калькулятора значение напряжения на конденсаторе в Вольтах;
- Укажите во втором поле величину емкости элемента в микрофарадах;
- Внесите значения сопротивления конденсатора и нажмите кнопку «Рассчитать».
В результате онлайн калькулятор расчета запасаемой энергии в конденсаторе выдаст значение заряда и времени, расходуемого на полный заряд емкостного элемента, подключенного к цепи.
Расчет величины заряда, накапливаемого в конденсаторе, и времени, необходимого для накопления этого заряда производится по таким формулам:
Где,
- W – это количество запасаемой энергии в конденсаторе;
- U – величина напряжения, приложенного к конденсатору;
- C – емкость конденсатора.
Для определения времени, затрачиваемого на накопление этого количества запасаемой энергии, в калькуляторе используется формула: Tзар = R*C
Где
- Tзар — период времени, необходимый для накопления заряда, зависящий от параметров элемента;
- R – величина омического сопротивления конденсатора;
- C – емкость конденсатора.
Конденсаторный импеданс — электротехнические и электронные инструменты
Калькулятор импеданса конденсатора
Этот инструмент вычисляет реактивное сопротивление конденсатора для заданного значения емкости и частоты сигнала.
Вывод
Сопротивление конденсатора
Ω
обзор
Наш калькулятор емкостного реактивного сопротивления позволяет определить импеданс конденсатора, если дано его значение емкости (C) и частота сигнала, проходящего через него (f). Вы можете ввести емкость в фарады, микрофарады, нанофарады или пикофарады. Для частоты параметры устройства — Гц, кГц, МГц и ГГц.
Уравнение
$$ X_ {C} = \ frac {1} {\ omega C} = \ frac {1} {2 \ pi fC} $$
Где:
$$ X_ {C} $$ = реактивное сопротивление конденсатора в омах (Ω)
$$ \ omega $$ = угловая частота в rad / s = $$ 2 \ pi f $$, где $$ f $$ — частота в Гц
$$ C $$ = емкость в фарадах
Реакция (X) передает сопротивление компонента переменному току. Импеданс (Z) передает сопротивление компонента как постоянному току, так и переменному току; он выражается как комплексное число, т. е. Z = R + jX. Сопротивление идеального резистора равно его сопротивлению; в этом случае действительной частью импеданса является сопротивление, а мнимая часть равна нулю. Импеданс идеального конденсатора равен величине его реактивности, но эти две величины не идентичны. Реакция выражается как обычное число с единичными омами, тогда как импеданс конденсатора представляет собой реактивное сопротивление, умноженное на -j, т. Е. Z = -jX. Термин -j учитывает 90-градусный сдвиг фазы между напряжением и током, который возникает в чисто емкостной схеме.
Вышеприведенное уравнение дает вам реактивное сопротивление конденсатора. Чтобы преобразовать это в импеданс конденсатора, просто используйте формулу Z = -jX. Реакция является более простой ценностью; он говорит вам, сколько сопротивления конденсатор будет иметь на определенной частоте. Импеданс, однако, необходим для всестороннего анализа цепи переменного тока.
Как видно из приведенного выше уравнения, реактивное сопротивление конденсатора обратно пропорционально как частоте, так и емкости: более высокая частота и более высокая емкость приводят к снижению реактивности. Обратная зависимость между реактивным сопротивлением и частотой объясняет, почему мы используем конденсаторы для блокировки низкочастотных составляющих сигнала, позволяя передавать высокочастотные компоненты.
Дальнейшее чтение
Учебник — Конденсаторы переменного тока
Учебник — Резисторные конденсаторные схемы
Рабочий лист — Емкостный реактив
Чистая мощность для каждой ИС: понимание байпасных конденсаторов
Калькулятор сопротивления конденсатора переменному току — MOREREMONTA
Реактивное сопротивление – электрическое сопротивление переменному току, обусловленное передачей энергии магнитным полем в индуктивностях или электрическим полем в конденсаторах.
Элементы, обладающие реактивным сопротивлением, называют реактивными.
Реактивное сопротивление катушки индуктивности.
При протекании переменного тока I в катушке, магнитное поле создаёт в её витках ЭДС, которая препятствует изменению тока.
При увеличении тока, ЭДС отрицательна и препятствует нарастанию тока, при уменьшении — положительна и препятствует его убыванию, оказывая таким образом сопротивление изменению тока на протяжении всего периода.
В результате созданного противодействия, на выводах катушки индуктивности в противофазе формируется напряжение
При прохождении тока через нуль, амплитуда ЭДС достигает максимального значения, что образует расхождение во времени тока и напряжения в 1/4 периода.
Если приложить к выводам катушки индуктивности напряжение U, ток не может начаться мгновенно по причине противодействия ЭДС, равного -U, поэтому ток в индуктивности всегда будет отставать от напряжения на угол 90°.
Сдвиг при отстающем токе называют положительным.
Запишем выражение мгновенного значения напряжения u
Отсюда выразим синусоидальный ток .
Интегралом функции sin(t) будет -соs(t), либо равная ей функция sin(t-π/2).
Дифференциал dt функции sin(ωt) выйдет из под знака интеграла множителем 1/ω.
В результате получим выражение мгновенного значения тока со сдвигом от функции напряжения на угол π/2 (90°).
Для среднеквадратичных значений U и I в таком случае можно записать .
В итоге имеем зависимость синусоидального тока от напряжения согласно Закону Ома, где в знаменателе вместо R
Реактивное сопротивлениие индуктивностей называют индуктивным.
Реактивное сопротивление конденсатора.
Электрический ток в конденсаторе представляет собой часть или совокупность процессов его заряда и разряда – накопления и отдачи энергии электрическим полем между его обкладками.
В цепи переменного тока, конденсатор будет заряжаться до определённого максимального значения, пока ток не сменит направление на противоположное. Следовательно, в моменты амплитудного 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.
В результате ток в цепи будет ограничен падением напряжения на конденсаторе, что создаёт реактивное сопротивление переменному току, обратно-пропорциональное скорости изменения тока (частоте) и ёмкости конденсатора.
Если приложить к конденсатору напряжение U, мгновенно начнётся ток от максимального значения, далее уменьшаясь до нуля. В это время напряжение на его выводах будет расти от нуля до максимума. Следовательно, напряжение на обкладках конденсатора по фазе отстаёт от тока на угол 90 °.
Такой сдвиг фаз называют отрицательным.
Ток в конденсаторе является производной функцией его заряда i = dQ/dt = C(du/dt).
Тогда для синусоидального напряжения u = U ampsin(ωt) запишем выражение мгновенного значения тока следующим образом:
Отсюда выразим соотношение среднеквадратичных значений .
Закон Ома подсказывает, что 1/ωC есть не что иное, как реактивное сопротивление для синусоидального тока:
Реактивное сопротивление конденсатора в технической литературе часто называют ёмкостным. Может применяться, например, в организации ёмкостных делителей в цепях переменного тока.
Онлайн-калькулятор расчёта реактивного сопротивления
Необходимо вписать значения и кликнуть мышкой в таблице.
При переключении множителей автоматически происходит пересчёт результата.
Расчитать ёмкость или индуктивность для реактивного сопротивления:
Похожие страницы с расчётами:
Замечания и предложения принимаются и приветствуются!
Прежде, чем мы приступим к расчётам разнообразных пассивных и активных фильтров, не плохо было бы сориентироваться в пространстве и задуматься — а за счёт чего происходит процесс частотной фильтрации сигналов, какой неведомый зверь должен выбежать на свист царевича после преобразования частотно-зависимыми цепями, и что это за цепи такие — частотно-зависимые?
Большая Энциклопедия Нефти и Газа учит нас, что частотно-зависимыми цепями называются электрические цепи с использованием емкостных и резистивных элементов.
Спасибо, господа нефтяники и газовики — будем знать. От себя добавлю, что индуктивные элементы в частотно-зависимом хозяйстве также иногда пригождаются.
Для постоянного тока ни конденсаторы, ни катушки индуктивности никакого интереса не представляют. Сопротивление идеального конденсатора — бесконечность, индуктивности — ноль. Другое дело — переменный ток, тут наши частотно-зависимые элементы, начинают приобретать определённые значения сопротивлений, называемые реактивными сопротивлениями. Ясен пень, значения этих сопротивлений зависят от частоты протекающего тока. Для особо продвинутых, вымучаю из себя умную фразу — «Реактивное сопротивление – электрическое сопротивление переменному току, обусловленное передачей энергии магнитным полем в индуктивностях или электрическим полем в конденсаторах».
Графики, фазовые сдвиги, интегралы и прочие атрибуты студенческих знаний, как правило, мало кого интересуют. Если я не прав, пусть первыми бросят в меня камень и с лёгкостью найдут необходимую информацию на других сайтах.
А мы ребята весёлые, поэтому сразу перейдём к делу и напишем всего пару формул:
Xс = 1 / 2πƒС, Xl = 2πƒL, где
Xc — сопротивление конденсатора переменному току, а Xl — сопротивление индуктивности переменному току.
РИСУЕМ ТАБЛИЧКУ ДЛЯ РАСЧЁТА РЕАКТИВНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ КОНДЕНСАТОРА
ТО ЖЕ САМОЕ ДЛЯ РАСЧЁТА РЕАКТИВНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ИНДУКТИВНОСТИ
В реальной жизни конденсаторы, помимо ёмкости, обладают также собственными последовательным и параллельным сопротивлениями и индуктивностью, а катушки индуктивности — омическим сопротивлением провода обмотки и межвитковой паразитной ёмкостью.
Нужно Вам вооружаться этими знаниями, или нет, судить не возьмусь, а вот то, что электролитические конденсаторы имеют обыкновение иногда взрываться при превышении допустимых уровней напряжений, либо перегреве, вызванным утечками вследствие старения — знать надо обязательно.
Делают они это, ни кем не посоветовавшись, эффектно, громко, с выделение токсичных паров электролита в виде облака из дыма, и с лёкгостью могут выбить глаз пытливому радиолюбителю.
Так что, если не хотите превратиться в одноглазого шахматиста из Васюков, соблюдайте технику безопасности, покупайте электролиты приличных производителей.
Реактивное сопротивление – электрическое сопротивление переменному току, обусловленное передачей энергии магнитным полем в индуктивностях или электрическим полем в конденсаторах.
Элементы, обладающие реактивным сопротивлением, называют реактивными.
Калькулятор | ColorAndCode
| LCD1602/2004 — HD44780 | |
Параллельное соединение резисторов
Двойное нажатие на введенное значение в списке позволяет его отредактировать. | |
Последовательное соединение резисторов
Двойное нажатие на введенное значение в списке позволяет его отредактировать. | |
Параллельное соединение конденсаторов
Двойное нажатие на введенное значение в списке позволяет его отредактировать. | |
Последовательное соединение конденсаторов
Двойное нажатие на введенное значение в списке позволяет его отредактировать. | |
| Реактивное сопротивление конденсатора | |
| Реактивное сопротивление конденсатора (+) | |
| Реактивное сопротивление катушки индуктивности | |
| Реактивное сопротивление катушки индуктивности (+) | |
| Обратное определение при параллельном соединении резисторов и последовательном конденсаторов | |
| Определение индуктивности из частоты и реактивного сопротивления | |
| Определение емкости из частоты и реактивного сопротивления | |
| Проводники | |
| Цилиндрические однослойные катушки | |
| Цилиндрические однослойные катушки (+) | |
Тороидальные катушки на ферритовых кольцах
Дополнительно: — Возможность использовать данные из справочника. | |
| Программирование ДПКД (делитель с переменным коэффициентом деления) | |
Сопротивление резистора для светодиода
Дополнительно: — Возможность использовать данные из справочника; — Вывод номинала в 4-х цветной маркировке для ряда E24 +/- 5 %. | |
| Расчёт схемы на основе NE555 | |
| Расчёт схем на основе LM317, LM338, LM350 | |
| Расчёт схем на основе LM2596 | |
| Расчет катушек на ферритовых кольцах фирмы Amidon |
|
| Расчёт индуктивности квадратной плоской катушки |
|
| Индуктивность прямого провода над проводящей подложкой |
Дополнительный материал в статье:
— Полупроводниковая светотехника № 4 за 2019 год
— Радиолюбитель № 3 за 2010 год
— Компоненты и технологии № 6 за 2010 год
Радио для всех — Лаборатория
В разделе представлены on-line калькуляторы
Цветовая маркировка резисторов
Расчет индуктивности
Расчёт реактивного сопротивления конденсатора C и реактивного сопротивления катушки L
Расчёт параллельного соединения резисторов и последовательного конденсаторов
Расчёт резистивного и ёмкостного делителей
Расчёт частоты колебательного контура и цепочки RC.
Частота среза фильтра ФНЧ и ФВЧ
Компенсация реактивной мощности
Закон Ома. Расчёт напряжения, сопротивления, тока, мощности
Расчет элементов J антенны
Расчет резонансной частоты LC-контура
Расчет резистивного Пи аттенюатора
Делитель напряжения
Цветовой код конденсаторов
Стабилизация напряжения
Дроссели, намотанные на резисторах МЛТ
Реактивное сопротивление конденсатора
Реактивное сопротивление катушки индуктивности
Калькулятор определения номинала SMD-резистора
Расчет значения резистора для LM317
Онлайн калькулятор таймер 555
Расчет «Cantenna» (баночной антенны) для Wi Fi
Расчет усилителя на биполярном транзисторе
Калькулятор расчета компактных монолитных усилителей
Расчет силового трансформатора
Расчет дискоконусной антенны
Сопротивления для согласующего трансформатора
Расчет для тороидальных (ферритовых) сердечников Amidon
Расчет петлевого вибратора
Калькулятор DC-DC преобразователя MC34063A
Расчет выпрямителя для блока питания
Расчет гасящего конденсатора в блоке питания
Расчет резистора для подключения светодиода
Цветовая маркировка резисторов
Расчет индуктивности
Расчёты электронных цепей.
Вписываем значения и кликаем мышкой в таблице
Расчёт реактивного сопротивления конденсатора C и реактивного сопротивления катушки LРеактивное сопротивление ёмкости | Реактивное сопротивление индуктивности |
Параллельное соединение двух сопротивлений | Последовательное соединение двух ёмкостей |
Расчёт резистивного и ёмкостного делителей
Расчёт резистивного делителя напряжения | Расчёт ёмкостного делителя напряжения |
Расчёт частоты колебательного контура и цепочки RC.
Частота среза фильтра ФНЧ и ФВЧЧастота резонанса колебательного контура LC | Пост. времени τ RC и частота среза RC-фильтра |
Компенсация реактивной мощности
Реактивная мощность Q = √((UI)²-P²) |
Закон Ома. Расчёт напряжения, сопротивления, тока, мощности
После сброса ввести два любых известных параметра I=U/R; U=IR; R=U/I; P=UI P=U²/R; P=I²R; R=U²/P; R=P/I² U=√(PR) I= √(P/R) |
Расчет элементов J антенны
Дополнение: Арифметические калькуляторы и конвертеры величин
Калькуляторы
Калькулятор цветовой маркировки резисторов
Калькулятор позволяет рассчитывать сопротивление и допуск сопротивления резисторов с цветовой маркировкой в виде 4 или 5 цветных колец.
Калькулятор маркировки SMD резисторов
Калькулятор, конвертирующий 3-х или 4-х символьный код на корпусе SMD резистора (в том числе EIA-96) в значение номинального сопротивления.
Калькулятор емкостей
Калькулятор, пересчитывающий емкость конденсатора из одной единицы измерения в другие, например из нанофарад(нФ) в пикофарад(пФ) или микрофарад(мкФ).
Подбор программатора по наименованию ИМС
Здесь вы можете по заданному вами наименованию микросхемы, определить программатор, поддерживающий данную микросхему.
Справочник обозначений SMD компонентов
Поиск типа и производителя активного SMD-компонента по кодовой маркировке.
Калькулятор Закона Ома для участка цепи
Закон Ома для участка цепи применяют для расчетов сопротивления резистора на участке схемы ,а так же для определения тока через резистор при известном напряжении и сопротивлении.
Калькулятор параллельных сопротивлений
Параллельные (как и последовательные) схемы соединения резисторов, часто используются для получения точного сопротивления или если резистора с требуемым сопротивлением нет и его необходимо подобрать.
Калькулятор делителя напряжения
Последовательное соединение резисторов часто используется в качестве делителя напряжения, для создания фиксированного значения напряжения на нагрузке. Выходное напряжение связано с входным через коэффициент деления.
Калькулятор буквенно-цифровой маркировки конденсаторов
Определяем номинал, допуск и ТКЕ конденсатора. Калькулятор вычисляет параметры по однострочной буквенно-цифровой маркировке, например: 104, 221J, 4n7K …
Калькулятор 2-х строчной маркировки конденсаторов
Определяем номинал, допуск и температурный коэффициент (ТКЕ) в 2-х строчной маркировке конденсаторов.
Первая строчка — кодировка ТКЕ. Вторая строчка — кодировка номинала и допуска. Например: M75 / 15ПС, Н90 / 6µ8K …
Калькулятор для конденсаторов со смешанной маркировкой
Определяем номинал и температурный коэффициент (ТКЕ) при смешанной маркировке. Код, указанный на корпусе конденсатора, определяет номинал и допуск. Цвет корпуса и цвет метки конденсатора определяют ТКЕ.
— Инструменты для электротехники и электроники
Этот инструмент вычисляет реактивное сопротивление конденсатора для заданного значения емкости и частоты сигнала.
Обзор
Наш калькулятор емкостного реактивного сопротивления поможет вам определить полное сопротивление конденсатора, если заданы его значение емкости (C) и частота сигнала, проходящего через него (f). Вы можете ввести емкость в фарадах, микрофарадах, нанофарадах или пикофарадах.Для частоты доступны следующие единицы измерения: Гц, кГц, МГц и ГГц.
Уравнение
$$ X_ {C} = \ frac {1} {\ omega C} = \ frac {1} {2 \ pi fC} $$
Где:
$$ X_ {C} $$ = реактивное сопротивление конденсатора в Ом (Ом)
$$ \ omega $$ = угловая частота в рад / с = $$ 2 \ pi f $$, где $$ f $$ — частота в Гц
$$ C $$ = емкость в фарадах
Реактивное сопротивление (X) показывает сопротивление компонента переменному току. Импеданс (Z) показывает сопротивление компонента как постоянному, так и переменному току; это выражается как комплексное число, т.е.е., Z = R + jX. Импеданс идеального резистора равен его сопротивлению; в этом случае действительная часть импеданса — это сопротивление, а мнимая часть равна нулю. Импеданс идеального конденсатора по величине равен его реактивному сопротивлению, но эти две величины не идентичны. Реактивное сопротивление выражается обычным числом с единицей измерения Ом, тогда как полное сопротивление конденсатора — это реактивное сопротивление, умноженное на -j, то есть Z = -jX.
Член -j учитывает фазовый сдвиг на 90 градусов между напряжением и током, который возникает в чисто емкостной цепи.
Приведенное выше уравнение дает вам реактивное сопротивление конденсатора. Чтобы преобразовать это в импеданс конденсатора, просто используйте формулу Z = -jX. Реактивность — более простое значение; он сообщает вам, какое сопротивление будет иметь конденсатор на определенной частоте. Однако для всестороннего анализа цепей переменного тока необходимо полное сопротивление.
Как видно из приведенного выше уравнения, реактивное сопротивление конденсатора обратно пропорционально как частоте, так и емкости: более высокая частота и большая емкость приводят к более низкому реактивному сопротивлению.Обратное соотношение между реактивным сопротивлением и частотой объясняет, почему мы используем конденсаторы для блокировки низкочастотных компонентов сигнала, позволяя проходить высокочастотным компонентам.
Дополнительная литература
Учебное пособие — Конденсаторные цепи переменного тока
Учебник— Цепи резистор-конденсатор серии
Рабочий лист — Емкостное реактивное сопротивление
Чистая мощность для каждой ИС: общие сведения о байпасных конденсаторах
Калькулятор импеданса конденсатора• Калькуляторы электрического, радиочастотного и электронного оборудования • Онлайн-конвертеры единиц измерения
Обратите внимание, что величина импеданса идеального конденсатора равна его реактивному сопротивлению.
Однако они не идентичны из-за фазового сдвига между напряжением и током в емкостной цепи. Для расчета используется следующая формула:
где:
X C — реактивное сопротивление конденсатора в Ом (Ом),
Z C — реактивное сопротивление конденсатора в Ом (Ом). ),
ω = 2πf — угловая частота в рад / с,
j — мнимая единица,
f — частота в герцах (Гц), а
C — емкость в фарадах (Ф).
Для расчета введите емкость и частоту, выберите единицы измерения, и результат будет показан в омах.
График зависимости реактивного сопротивления идеального конденсатора X C от частоты f для заданной емкости показывает обратную пропорциональность частоте
Конденсатор представляет собой пассивный обычно двухконтактный электрический компонент, состоящий в основном из двух электрических проводников, часто в форма тонких металлических пластин, разделенных диэлектриком, например пластиковой пленкой, керамикой, бумагой или даже воздухом.
Конденсаторы используются для хранения энергии в виде электрического заряда.
Когда первоначально незаряженный конденсатор подключен к источнику постоянного напряжения постоянного тока, он заряжается до приложенного напряжения, а его зарядный ток экспоненциально спадает от максимального значения в начальной точке зарядки до нуля. При этом напряжение на конденсаторе увеличится до напряжения источника постоянного тока.
Итак, когда напряжение достигает своего максимума, ток достигает своего минимума.Скорость зарядки определяется постоянной времени цепи, к которой подключен конденсатор. Полностью заряженный конденсатор блокирует ток и действует как временное запоминающее устройство.
Идеальный конденсатор будет поддерживать этот заряд бесконечно, даже если напряжение зарядки постоянного тока будет снято. Однако в реальной жизни конденсаторы, особенно электролитические, не могут действовать как постоянные накопители из-за их относительно низкого сопротивления утечке и, следовательно, высокого тока утечки.
Если на конденсатор подается переменное синусоидальное напряжение, он заряжается то в одном направлении, то в противоположном. Его полярность изменяется с той же скоростью, что и напряжение переменного тока. Как мы упоминали выше, когда напряжение достигает своего максимума, ток достигает своего минимума, а когда напряжение достигает своего минимума, ток достигает своего максимума. Ток пропорционален скорости изменения напряжения , равной , и ток является наибольшим, когда изменение напряжения является самым быстрым, то есть когда синусоидальное напряжение пересекает нулевую точку.На рисунке показан график напряжения V на конденсаторе, его заряда Q и тока в нем I.
В чисто емкостной схеме протекание тока зависит от скорости изменения напряжения. Ток заряжает конденсатор, и когда ток медленно приближается к нулю, конденсатор полностью заряжен и напряжение на нем достигает максимума. В C — напряжение, Q C — заряд, I C — ток, φ = –90 ° = — π /2 — фазовый сдвиг.
1 — конденсатор начинает заряжаться, ток достигает своего положительного максимума, скорость его изменения равна нулю, а напряжение и заряд конденсатора равны нулю; 2 — конденсатор полностью заряжен, ток равен нулю, скорость его изменения максимальна, а напряжение и заряд конденсатора положительные максимумы; 3 — конденсатор заряжается в обратном направлении, ток имеет отрицательный максимум, скорость его изменения равна нулю, а напряжение и заряд конденсатора равны нулю; 4 — конденсатор полностью заряжен, ток равен нулю, скорость его изменения максимальна, а напряжение и заряд конденсатора имеют отрицательный максимум
Как мы видим, напряжение отстает от тока по времени и фазе (90 °), потому что в конденсаторе должен течь ток, чтобы на нем повышалось напряжение.Или мы можем сказать, что ток опережает напряжение. Насколько это отставание или опережение зависит от значения реактивного сопротивления цепи по отношению к ее сопротивлению? Если в цепи вообще нет сопротивления, запаздывание или опережение могут достигать 90 ° (ток равен нулю, когда напряжение максимально).
Этот угол называется разностью фаз.
Рассмотрим следующую аналогию: Солнце (солнечный свет — ток) наиболее мощно в астрономический полдень, но самая жаркая часть дня (температура — напряжение) обычно наступает на несколько часов позже.Или зимнее солнцестояние в северном полушарии (самый короткий день) приходится на конец декабря, но самые холодные месяцы еще впереди — в зависимости от того, где вы живете, это январь или даже февраль. Причина этого «сезонного запаздывания» или «фазового сдвига» заключается в поглощении энергии Солнца массивными океанами Земли. Позже они выпускают его медленно — точно так же, как это делают конденсаторы.
День зимнего солнцестояния
Расчетное сопротивление — это мера сопротивления конденсатора сигналу на определенной частоте , который проходит через него.Емкостное реактивное сопротивление обратно пропорционально изменению частоты приложенного переменного напряжения. Формула показывает, что реактивное сопротивление конденсатора X C велико на низких частотах и мало на высоких частотах.
При нулевой частоте (постоянное напряжение) емкостное сопротивление становится бесконечным или полным противодействием току. Конденсатор блокирует постоянное напряжение и ток. С другой стороны, на очень высоких частотах конденсатор проводит очень хорошо — отсюда правило, которое мы усвоили в старшей школе: конденсаторы пропускают переменный ток и блокируют постоянный ток.Если частота очень высокая, конденсаторы очень хорошо пропускают сигналы.
Импеданс измеряется в омах, как и сопротивление. Так же, как сопротивление, импеданс показывает величину сопротивления компонента потоку электрического тока. Но чем импеданс отличается от простого сопротивления? Разница заключается в зависимости импеданса от частоты сигнала. Сопротивление не зависит от частоты и от нее зависит полное сопротивление конденсаторов. Импеданс конденсаторов увеличивается с уменьшением частоты.Емкость конденсатора оказывает такое же влияние на импеданс, как и частота. Чем выше емкость, тем ниже сопротивление и наоборот.
Этот калькулятор разработан для идеальных конденсаторов. Настоящие конденсаторы всегда имеют некоторую индуктивность и сопротивление. Используйте наш калькулятор импеданса RLC для расчета импеданса реальных конденсаторов.
Винтажные конденсаторы, произведенные в СССР в конце 1960-х
Калькулятор емкостного реактивного сопротивления
Это калькулятор емкостного реактивного сопротивления — отличный инструмент, который поможет вам оценить так называемое сопротивление конденсатора в электрической цепи.Вы можете найти формулу емкостного реактивного сопротивления в тексте ниже, и мы объясним, почему реактивное сопротивление возникает для переменного, а не постоянного тока. Если вы хотите узнать, как рассчитать емкостное реактивное сопротивление, вы попали в нужное место — поехали!
Что такое емкостное реактивное сопротивление?
Реактивное сопротивление — это свойство элемента электрической цепи противодействовать прохождению тока .
Используя это определение, мы можем сказать, что емкостное реактивное сопротивление аналогично сопротивлению конденсатора .Даже единица реактивного сопротивления такая же, как и сопротивление — Ом ( Ом, ). Обычно мы обозначаем реактивное сопротивление как X .
Хотя и реактивное сопротивление ( X ), и сопротивление ( R ) имеют тенденцию быть одним и тем же в цепи, между ними существует определенное различие. Реактивное сопротивление влияет на переменный ток (AC), а сопротивление влияет на постоянный ток (DC) . Как правило, они являются составляющими полного сопротивления Z , комплексной величины, определяющей полное сопротивление цепи протеканию тока:
Z = R ± j * X ,, где j = √-1, — мнимое число (квадратный корень из отрицательного числа).
Емкостное реактивное сопротивление — это свойство конденсатора . Точно так же индуктивное реактивное сопротивление — это свойство катушки индуктивности.
Идеальный резистор имеет нулевое реактивное сопротивление, в то время как это чисто резистивный элемент. Напротив, идеальные конденсаторы и катушки индуктивности имеют нулевое сопротивление.
Итак, строго говоря, сопротивления конденсатора не существует. Обычно мы рассматриваем эту фразу как сокращение для определения емкостного реактивного сопротивления.
Как рассчитать емкостное реактивное сопротивление? Формула емкостного реактивного сопротивления
Как мы упоминали в предыдущем разделе, емкостное реактивное сопротивление — это свойство конденсатора, которое противодействует переменному току.То же самое верно для любого набора конденсаторов, который мы можем расположить последовательно или параллельно.
Одним из важнейших свойств переменного тока является его частота f . Мы можем рассчитать емкостное реактивное сопротивление X конденсатора C , используя следующее уравнение:
Х = 1 / (2 * π * f * C) .
В качестве альтернативы мы можем записать формулу емкостного реактивного сопротивления как:
Х = 1 / (ω * С) ,, где ω = 2 * π * f — угловая частота тока.
Как видите, чем выше частота , , емкость , , тем ниже реактивное сопротивление . Имеет ли это смысл?
Совершенно верно! Помните, что конденсатор хранит электрическую энергию. Во время зарядки похоже, что конденсатор почти беспрепятственно пропускает ток. Чем больше он может поглотить (чем выше емкость), тем меньше он сопротивляется пропусканию тока. Кроме того, чем выше частота переменного тока, тем меньше времени остается для полной зарядки конденсатора.В случае постоянного тока ( f = 0 ) конденсатор сначала заряжается, но затем (в состоянии равновесия) он действует как разомкнутая цепь.
Как пользоваться калькулятором емкостного реактивного сопротивления?
Нет ничего сложного в оценке емкостного реактивного сопротивления любого конденсатора.
Попрактикуемся в вычислениях на примере.
Допустим, у нас есть схема со сферическим конденсатором емкостью С = 30 нФ . Применяем источник напряжения, которое чередуется с частотой f = 60 Гц .Какое емкостное сопротивление в этой цепи?
Перевести единицы емкости в Фарады. Мы можем использовать научную нотацию, чтобы записать значения компактно:
C = 30 нФ = 3 · 10⁻⁸ F.Найдите произведение всех значений в знаменателе формулы емкостного реактивного сопротивления:
2 * π * f * C = 2 * π * 60 * 3 · 10⁻⁸ = 1,131 · 10⁻⁵.Найдите обратное умножение, которое является отношением
1к нашему произведению:1/1.131 · 10⁻⁵ = 88 419,41 Ом. Не забывайте про единицу реактивного сопротивления!Запишите результат, используя соответствующий префикс:
X = 88,41941 кОм.Округлим результат до четырех значащих цифр:
X = 88,42 кОм.Проверьте результат с помощью нашего калькулятора емкостного реактивного сопротивления! Вау, относительно безболезненно, не так ли?
— Дюймовый калькулятор
Рассчитайте время заряда, энергию и характеристическую частоту или импеданс, реактивное сопротивление и угловую частоту цепи резистор-конденсатор.
Расчет энергии и времени зарядки
Расчет импеданса и реактивного сопротивления
Цепь резистор-конденсатор, или RC-цепь, представляет собой цепь с последовательно соединенными резистором и конденсатором. Конденсатор в цепи накапливает энергию, а резистор изменяет скорость заряда и разряда конденсатора. Эти схемы чаще всего используются для фильтрации формы волны и используются для создания фильтров нижних, верхних и полосовых частот.
Формулы RC цепей
RC-цепи имеют несколько характеристик, включая постоянную времени, накопление энергии, заряд, импеданс, емкостное реактивное сопротивление, характеристическую частоту и угловую частоту. Расчет каждой из этих характеристик схемы можно выполнить по следующим формулам.
Формула постоянной времени
Постоянная времени, выраженная как tau (τ), — это время в секундах, в течение которого конденсатор в RC-цепи достигает 63.2% заряда. Формула для расчета постоянной времени:
τ = RC
Постоянная времени τ равна сопротивлению R в омах, умноженному на емкость C в фарадах. Конденсатор достигнет заряда 63,2% за τ, 86,5% за 2τ и 99,3% за 5τ.
Энергетическая формула
Энергия, запасенная в полностью заряженном конденсаторе RC-цепи, может быть найдена по формуле:
E = CV 2 2
Энергия E в джоулях равна емкости C в фарадах, умноженной на квадрат напряжения V, деленной на два.
Формула заряда
Максимальный заряд в цепи конденсатора резистора можно найти по формуле:
Q = CV
Заряд Q в кулонах равен емкости C в фарадах, умноженной на напряжение V.
Текущая формула
Максимальный ток RC-цепи можно найти с помощью закона Ома. Формула:
I = VR
Ток I в амперах равен напряжению V, деленному на сопротивление R в омах.
Формула характеристической частоты
Характеристическая частота цепи, часто называемая обычной или циклической частотой, может быть найдена по следующей формуле:
f = 12πRC
Частота f в герцах равна 1, деленному на 2, умноженное на π, умноженное на сопротивление R в омах, умноженное на емкость C в фарадах.
Формула угловой частоты
Угловую частоту контура можно найти по формуле:
ω = 2πf
Угловая частота ω в радианах в секунду равна удвоенной π-кратной характеристической частоте f в герцах.
Формула импеданса
Импеданс RC-цепи можно найти с помощью нескольких формул:
Z = R + 1jωC
| Z | = √ (R 2 + 1 (ωC) 2 )
Где j — мнимая единица, Z — импеданс в омах, R — сопротивление в омах, C — емкость в фарадах, а ω — угловая частота в рад / с.
Формула емкостного реактивного сопротивления
Емкостное реактивное сопротивление RC-цепи можно найти по формуле:
X = 1ωC
Емкостное реактивное сопротивление X равно 1, деленному на угловую частоту ω, умноженную на емкость C.
Формула разности фаз
Эта формула выражает разность фаз между полным напряжением и полным током.
φ = загар -1 (-1ωCR)
φ — разность фаз, ω — угловая частота, C — емкость, R — сопротивление.
Как пересчитать омы в микрофарады
Обновлено 28 декабря 2020 г.
Дэвид Латчман
Конденсатор — это электрический компонент, который накапливает энергию в электрическом поле.Устройство состоит из двух металлических пластин, разделенных диэлектриком или изолятором. Когда на его клеммы подается постоянное напряжение, конденсатор потребляет ток и продолжает заряжаться, пока напряжение на клеммах не сравняется с напряжением питания. В цепи переменного тока, в которой приложенное напряжение постоянно изменяется, конденсатор непрерывно заряжается или разряжается со скоростью, зависящей от частоты источника питания.
Конденсаторы часто используются для фильтрации составляющей постоянного тока в сигнале.На очень низких частотах конденсатор действует как разомкнутая цепь, а на высоких частотах устройство действует как замкнутая цепь. Когда конденсатор заряжается и разряжается, ток ограничивается внутренним импедансом, формой электрического сопротивления. Этот внутренний импеданс известен как емкостное реактивное сопротивление и измеряется в омах.
Сколько стоит 1 фарад?
Фарад (Ф) — это единица измерения электрической емкости в системе СИ, которая измеряет способность компонента накапливать заряд.Конденсатор емкостью один фарад накапливает один кулон заряда с разностью потенциалов в один вольт на своих выводах. Емкость можно рассчитать по формуле
C = \ frac {Q} {V}
, где C — емкость в фарадах (Ф), Q — заряд в кулонах (Кл). , а В — разность потенциалов в вольтах (В).
Конденсатор размером в один фарад довольно большой, так как он может хранить много заряда.
Большинству электрических цепей не потребуется такая большая емкость, поэтому большинство продаваемых конденсаторов намного меньше, обычно в диапазоне пико-, нано- и микрофарад.3 \ text {μF}
Таким же образом можно преобразовать пикофарады в микрофарады.
Емкостное реактивное сопротивление: сопротивление конденсатора
По мере зарядки конденсатора ток через него быстро и экспоненциально падает до нуля, пока его пластины не будут полностью заряжены. На низких частотах конденсатор имеет больше времени для зарядки и пропускает меньший ток, что приводит к меньшему протеканию тока на низких частотах. На более высоких частотах конденсатор тратит меньше времени на зарядку и разрядку и накапливает меньше заряда между своими пластинами.Это приводит к тому, что через устройство проходит больше тока.
Это «сопротивление» протеканию тока аналогично резистору, но решающее отличие состоит в том, что сопротивление конденсатора по току — емкостное реактивное сопротивление — изменяется в зависимости от приложенной частоты.
По мере увеличения приложенной частоты реактивное сопротивление, которое измеряется в омах (Ом), уменьшается.
Емкостное реактивное сопротивление ( X c ) рассчитывается по следующей формуле
X_c = \ frac {1} {2 \ pi fC}
, где X c — емкостное реактивное сопротивление в омах, f — частота в герцах (Гц), а C — емкость в фарадах (F).{-9}} = 37.9 \ Omega
Можно видеть, что реактивное сопротивление конденсатора уменьшается с увеличением приложенной частоты. В этом случае частота увеличивается в 10 раз, а реактивное сопротивление уменьшается на аналогичную величину.
Постоянная времени, сопротивление, конденсатор онлайн-калькулятор
Онлайн-калькулятор и формулы для расчета постоянной времени τ (тау) резистора и конденсатора
На этой странице вы можете рассчитать постоянную времени, сопротивление или конденсатор резистора и цепи конденсатора.
Формула для расчета постоянной времени
Постоянная времени RC-элемента (нижних частот) является произведением R * C. Единица измерения — секунды. Символ — греческая буква Τ (тау).
Постоянная времени требуется для расчета состояния заряда в определенный момент времени. при зарядке или разрядке конденсатора.
После периода 3 постоянных времени выходной сигнал имеет прибл. 95% размера входного сигнала. Через 5 Τ заряд ок. 99,3%.
\ (\ Displaystyle Τ = р · С \) \ (\ Displaystyle R = \ гидроразрыва {Τ} {C} \) \ (\ Displaystyle С = \ гидроразрыва {Τ} {R} \)
Легенда
\ (\ Displaystyle R \)
Резистор
\ (\ Displaystyle С \)
Конденсатор
Τ
Постоянные времени
|
КАК РАССЧИТАТЬ ЗНАЧЕНИЕ РЕЗИСТОРА И КЕРАМИЧЕСКОГО КОНДЕНСАТОРА.
: 6 Steps Прежде всего, я хотел бы дать вам таблицу, чтобы вы могли рассчитать сопротивление и допуск.
СОПРОТИВЛЕНИЕ
Теперь, если первая полоса коричневого цвета, это означает, что первый номер равен 1. 1
Опять же, если вторая полоса черная, то вторая цифра равна 0. 10
Третья полоса оранжевая, как оранжевая. является третьим в таблице, будет 3 нуля.10 X 1000
ОБЩЕЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ 10,000 Ом
СОПРОТИВЛЕНИЕ
Пример, как на картинке ПЕРВАЯ ПОЛОСА = ЖЕЛТАЯ 5
ВТОРАЯ ПОЛОСА = ФИОЛЕТОВАЯ 57
ТРЕТЬЯ ПОЛОСА = КРАСНАЯ 57×100
ОБЩЕЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ 57000 Ом
.ну это вариация сопротивления.
Если это + 5%, то сопротивление может быть на 5% больше.
ПРИМЕР. Например, если на картинке он золотой, сопротивление может составлять _ + 5% от сопротивления.
57000 X 5/100
= 2850 Ом
Следовательно, сопротивление может составлять 57000 + 5% = 59850 Ом
57000-5% = 54150 Ом
Изображения взяты из —http: // www.