Онлайн калькулятор расчета запасаемой энергии в конденсаторе

Бестрансформаторные источники питания с гасящим конденсатором удобны своей простотой, имеют малые габариты и массу, но не всегда применимы из-за гальванической связи выходной цепи с сетью 220 В.

В бестрансформаторном источнике питания к сети переменного напряжения подключены последовательно соединенные конденсатор и нагрузка. Неполярный конденсатор, включенный в цепь переменного тока, ведет себя как сопротивление, но, в отличие от резистора, не рассеивает поглощаемую мощность в виде тепла.

Для расчета емкости гасящего конденсатора используется следующая формула:

Онлайн калькулятор расчета запасаемой энергии в конденсаторе

С — емкость балластного конденсатора (Ф); Iэфф — эффективный ток нагрузки; f — частота входного напряжения Uc (Гц); Uс — входное напряжение (В); Uн — напряжение нагрузки (В).

Для удобства расчетов, можно воспользоваться онлайн калькулятором

Конструкция бестрансформаторных источников и устройств, питающихся от них, должна исключать возможность прикосновения к любым проводникам в процессе эксплуатации. Особое внимание нужно уделить изоляции органов управления.

  • 29.09.2014

    Диапазон рабочих частот 66…74 или 88…108 МГц С помощью R7 регулируется разделение между каналами ЗЧ. ***Сигнал подается с выхода частотного детектора УКВ(FM) — приемника на вход DA1 через корректирующую цепь R1C1. Литература Ж.Радиолюбитель 1 2000.

  • Необходимость подключить светодиод к сети – частая ситуация. Это и индикатор включения приборов, и выключатель с подсветкой, и даже диодная лампа.

    Существует множество схем подключения маломощных индикаторных LED через резисторный ограничитель тока, но такая схема подключения имеет определённые недостатки. При необходимости подключить диод, с номинальным током 100-150мА, потребуется очень мощный резистор, размеры которого будут значительно больше самого диода.

    Вот так бы выглядела схема подключения настольной светодиодной лампы. А мощные десяти ваттные резисторы при низкой температуре в помещении можно было бы использовать в качестве дополнительного источника отопления.

    Применение в качестве ограничителя тока конде-ров позволяет значительно уменьшить габариты такой схемы. Так выглядит блок питания диодной лампы мощностью 10-15 Вт.

    Онлайн калькулятор расчета запасаемой энергии в конденсаторе

    Принцип работы схем на балластном конденсаторе

    Онлайн калькулятор расчета запасаемой энергии в конденсаторе

    В этой схеме конде-р является фильтром тока. Напряжение на нагрузку поступает только до момента полного заряда конде-ра, время которого зависит от его ёмкости. При этом никакого тепловыделения не происходит, что снимает ограничения с мощности нагрузки.

    Чтобы понять, как работает эта схема и принцип подбора балластного элемента для LED, напомню, что напряжение – скорость движения электронов по проводнику, сила тока – плотность электронов.

    Для диода абсолютно безразлично, с какой скоростью через него будут «пролетать» электроны. Расчет конде-ра основан на ограничении тока в цепи. Мы можем подать хоть десять киловольт, но если сила тока составит несколько микр оампер, количества электронов, проходящих через светоизлучающий кристалл, хватит для возбуждения лишь крохотной части светоизлучателя и свечения мы не увидим.

    В то же время при напряжении несколько вольт и силе тока десятки ампер плотность потока электронов значительно превысит пропускную способность матрицы диода, преобразовав излишки в тепловую энергию, и наш LED элемент попросту испарится в облачке дыма.

    Расчет гасящего конденсатора для светодиода

    • Разберем подробный расчет, ниже сможете найти форму онлайн калькулятора.
    • Расчет емкости конденсатора для светодиода:
    • С(мкФ) = 3200 * Iсд) / √(Uвх² — Uвых²)

    С мкФ
    – ёмкость конде-ра.

    Он должен быть рассчитан на 400-500В;Iсд
    – номинальный ток диода (смотрим в паспортных данных);Uвх
    – амплитудное напряжение сети — 320В;Uвых
    – номинальное напряжение питания LED.

    1. Можно встретить еще такую формулу:
    2. C = (4,45 * I) / (U — Uд)
    3. Она используется для маломощных нагрузок до 100 мА и до 5В.

    Расчет конденсатора для светодиода (калькулятор онлайн):

    Для наглядности проведём расчёт нескольких схем подключения.

    Для расчета емкости конде-ра нам понадобится:

    • Максимальный ток диода – 0,15А;
    • напряжение питания диода – 3,5В;
    • амплитудное напряжение сети — 320В.

    Для таких условий параметры конде-ра: 1,5мкФ, 400В.

    Онлайн калькулятор расчета запасаемой энергии в конденсаторе

    • Напряжение питания для последовательной цепочки – Uсд * количество LED в цепи;
    • сила тока – Iсд * количество параллельных цепочек.
    • Для примера возьмём модель с шестью параллельными линиями из четырёх последовательных диодов.
    • Напряжение питания – 4 * 3,5В = 14В;
      Сила тока цепи – 0,15А * 6 = 0,9А;
    • Для этой схемы параметры конде-ра: 9мкФ, 400В.

    Простая схема блока питания светодиодов с конденсатором

    Онлайн калькулятор расчета запасаемой энергии в конденсаторе

    Разберём устройство без трансформаторного блока питания для светодиодов на примере фабричного драйвера LED ламы.

    • R1
      – резистор на 1А, который уменьшает значимость перепадов напряжения в сети;
    • R2,C2
      – конде-р служит в качестве токоограничителя, а резистор для его разрядки после отключения от сети;
    • C3
      – сглаживающий конде-р, для уменьшения пульсации света;
    • R3
      – служит для ограничения перепадов напряжения после преобразования, но более целесообразно вместо него установить стабилитрон.

    Какой конденсатор можно использовать для балласта?

    В качестве гасящих конденсаторов для светодиодов используются керамические элементы рассчитанные на 400-500В. Использование электролитических (полярных) конденсаторов недопустимо.

    Меры предосторожности

    Безтрансформаторные схемы не имеют гальванической развязки. Сила тока цепи при появлении дополнительного сопротивления, например прикосновение рукой с оголённому контакту в цепи, может значительно увеличится, став причиной электротравмы.

    Электрическая емкость

    При сообщении проводнику заряда на его поверхности появляется потенциал φ, но если этот же заряд сообщить другому проводнику, то потенциал будет другой. Это зависит от геометрических параметров проводника. Но в любом случае потенциал φ пропорционален заряду q
    .

    Единица измерения емкости в СИ – фарада. 1 Ф = 1Кл/1В.

    Если потенциал поверхности шара

    (5.4.3)
    (5.4.4)

    Чаще на практике используют более мелкие единицы емкости: 1 нФ (нанофарада) = 10 –9 Ф и 1пкФ (пикофарада) = 10 –12 Ф.

    Необходимость в устройствах, накапливающих заряд, есть, а уединенные проводники обладают малой емкостью. Опытным путем было обнаружено, что электроемкость проводника увеличивается, если к нему поднести другой проводник – за счет явления электростатической индукции
    .

    Конденсатор

    – это два проводника, называемые обкладками
    , расположенные близко друг к другу.

    Конструкция такова, что внешние, окружающие конденсатор тела, не оказывают влияние на его электроемкость. Это будет выполняться, если электростатическое поле будет сосредоточено внутри конденсатора, между обкладками.

    Конденсаторы бывают плоские, цилиндрические и сферические.

    Так как электростатическое поле находится внутри конденсатора, то линии электрического смещения начинаются на положительной обкладке, заканчиваются на отрицательной, и никуда не исчезают. Следовательно, заряды на обкладках противоположны по знаку, но одинаковы по величине.

    Емкость конденсатора равна отношению заряда к разности потенциалов между обкладками конденсатора:

    Онлайн калькулятор расчета запасаемой энергии в конденсаторе (5.4.5)

    Помимо емкости каждый конденсатор характеризуется U
    раб (или U
    пр.
    ) – максимальное допустимое напряжение, выше которого происходит пробой между обкладками конденсатора.

    Соединение конденсаторов

    Емкостные батареи
    – комбинации параллельных и последовательных соединений конденсаторов.

    1) Параллельное соединение конденсаторов (рис. 5.9):

    Онлайн калькулятор расчета запасаемой энергии в конденсаторе

    1. В данном случае общим является напряжение U
      :
    2. Суммарный заряд:
    3. Результирующая емкость:

    Онлайн калькулятор расчета запасаемой энергии в конденсаторе

    • Сравните с параллельным соединением сопротивлений R
      :
    • Таким образом, при параллельном соединении конденсаторов суммарная емкость
    • Общая емкость больше самой большой емкости, входящей в батарею.

    2) Последовательное соединение конденсаторов (рис. 5.10):

    1. Общим является заряд q.
    2. Или , отсюда
    3. Сравните с последовательным соединением R
      :
    4. Таким образом, при последовательном соединении конденсаторов общая емкость меньше самой маленькой емкости, входящей в батарею:
    5. Расчет емкостей различных конденсаторов
    6. 1. Емкость плоского конденсатора

    Напряженность поля внутри конденсатора (рис. 5.11):

    • Напряжение между обкладками:
    • где – расстояние между пластинами.
    • Так как заряд , то
    . (5.4.7)

    Как видно из формулы, диэлектрическая проницаемость вещества очень сильно влияет на емкость конденсатора. Это можно увидеть и экспериментально: заряжаем электроскоп, подносим к нему металлическую пластину – получили конденсатор (за счет электростатической индукции, потенциал увеличился). Если внести между пластинами диэлектрик с ε, больше, чем у воздуха, то емкость конденсатора увеличится.

    Из (5.4.6) можно получить единицы измерения ε 0:

    1. .
    2. 2. Емкость цилиндрического конденсатора

    3. Разность потенциалов между обкладками цилиндрического конденсатора, изображенного на рисунке 5.12, может быть рассчитана по формуле:

    Источник: https://drauf.ru/calculation-of-the-capacitor-by-current-calculation-of-a-capacitor-for-leds/

    Калькулятор расчета емкости рабочего и пускового конденсаторов — все очень просто

    При подключении асинхронного электродвигателя в однофазную сеть 220/230 В необходимо обеспечить сдвиг фаз на обмотках статора, чтобы сделать имитацию вращающегося магнитного поля (ВМП), которое заставляет вращаться вал ротора двигателя при подключению его в «родные» трехфазные сети переменного тока. Известная многим, кто знаком с электротехникой, способность конденсатора давать электрическому току «фору» на π/2=90° по сравнению с напряжением, оказывает хорошую услугу, так как это создает необходимый момент, заставляющий вращаться ротор в уже «не родных» сетях.

    Онлайн калькулятор расчета запасаемой энергии в конденсатореКалькулятор расчета рабочего и пускового конденсаторов

    Но конденсатор для этих целей необходимо подбирать, причем нужно делать с высокой точностью. Именно поэтому читателям нашего портала предоставляется в абсолютное безвозмездное пользование калькулятор расчета емкости рабочего и пускового конденсатора. После калькулятора будут даны необходимые разъяснения по всем его пунктам.

    Калькулятор расчета емкости рабочего и пускового конденсаторов

    Перейти к расчётам

    Для расчета использовались следующие зависимости:

    Способ подключения обмоток и схема подключения рабочего и пускового конденсаторовФормула
    Подключение «Звездой» Емкость рабочего конденсатора – Ср
    Онлайн калькулятор расчета запасаемой энергии в конденсаторе Cр=2800*I/U; I=P/(√3*U*η*cosϕ); Cр=2800*P/(/(√3*U²*η*cosϕ).
    Подключение «Треугольником» Емкость рабочего конденсатора — Cp
    Онлайн калькулятор расчета запасаемой энергии в конденсаторе Cр=4800*P/(/(√3*U²*η*cosϕ).
    Емкость пускового конденсатора при любом способе подключения Cп=2,5*Cр
    Расшифровка обозначений в формулах: Cр – емкость рабочего конденсатора в микрофарадах (мкф); Cп – емкость пускового конденсатора в мкф; I – ток в амперах (А); U – напряжение сети в вольтах (В); η – КПД двигателя, выраженный в процентах, деленных на 100; cosϕ – коэффициент мощности.
    Читайте также:  Как проверить тиристор мультиметром + видео

    Полученные из калькулятора данные можно использовать для подбора конденсаторов, но именно таких номиналов, как будет рассчитано, их вряд ли можно будет найти. Только в редких исключениях могут быть совпадения. Правила подбора такие:

    • Если есть «точное попадание» в номинал емкости, который существует у нужной серии конденсаторов, то можно выбирать именно такой.
    • Если нет «попадания», то выбирают емкость, стоящую ниже по ряду номиналов. Выше не рекомендуется, особенно для рабочих конденсаторов, так как это может привести к ненужному возрастанию рабочих токов и перегреву обмоток, которое может привести к межвитковому замыканию.
    • По напряжению конденсаторы выбираются номиналом не менее, чем в 1,5 раза больше, чем напряжение в сети, так как в момент пуска напряжение на выводах конденсаторов всегда повышенное. Для однофазного напряжения в 220 В рабочее напряжение конденсатора должно быть не менее 360 В, но опытные электрики всегда советуют использовать 400 или 450 В, так как запас, как известно, «карман не тянет».

    Приведем таблицу с номиналами конденсаторов рабочих и пусковых. В качестве примера приведены конденсаторы серий CBB60 и CBB65. Это полипропиленовые пленочные конденсаторы, которые наиболее часто применяют в схемах подключения асинхронных двигателей. Серия CBB65 отличается от CBB60, тем, что они помещены в металлический корпус.

    В качестве пусковых применяют электролитические неполярные конденсаторы CD60. Их не рекомендуются применять в качестве рабочих так как продолжительное время их работы делает их жизнь менее продолжительной..

    В принципе, для пуска подходят и CBB60, и CBB65, но они имеют при равных емкостях более объемные габариты, чем CD60.

    В таблице приведем примеры только тех конденсаторов, которые рекомендованы к использованию в схемах подключения электродвигателей.

     Полипропиленовые пленочные конденсаторы CBB60 (российский аналог К78-17) и CBB65Электролитические неполярные конденсаторы CD60
    Изображение Онлайн калькулятор расчета запасаемой энергии в конденсаторе Онлайн калькулятор расчета запасаемой энергии в конденсаторе
    Номинальное рабочее напряжение, В 400; 450; 630 В 220—275; 300; 450 В
    Емкость, мкф 1,5; 2,0;2,5; 3,0; 3,5; 4,0; 5,0; 6,0; 7,0; 8,0; 10; 12; 14; 15; 16; 20; 25; 30; 35; 40; 45; 50; 60; 65; 70; 75; 80; 85; 90; 100; 120; 150 мкф 5,0; 10; 15; 20; 25; 50; 75; 100; 150; 200; 250; 300; 350; 400; 450; 500; 600; 700; 800; 1000; 1200; 1500 мкф

    Для того, чтобы «набрать» нужную емкость, можно использовать два и более конденсатора, но при разном соединении результирующая емкость будет отличаться. При параллельном соединении она будет складываться, а при последовательном — емкость будет меньше любого из конденсаторов.

    Тем не менее такое соединение иногда используют для того, чтобы, соединив два конденсатора на меньшее рабочее напряжение, получить конденсатор, у которого рабочее напряжение будет суммой двух соединяемых.

    Например, соединив два конденсатора на 150 мкф и 250 В последовательно, получим результирующую емкость 75 мкф и рабочее напряжение 500 В.

    Онлайн калькулятор расчета запасаемой энергии в конденсатореПоследовательное и параллельное соединение конденсаторов

    Для того чтобы рассчитать емкость двух последовательно соединенных конденсаторов, читателям предоставляется простой калькулятор, где надо просто выбрать два конденсатора из ряда существующих номиналов.

    Калькулятор расчета результирующей емкости двух последовательно соединенных конденсаторов

    Перейти к расчётам

    Возможно ли самому подключить трехфазный асинхронный двигатель в сеть 220 В?

    Онлайн калькулятор расчета запасаемой энергии в конденсатореОбычно эту операцию доверяют только электрикам, имеющим практический опыт. Однако, подключить двигатель можно и самому. Это доказывает статья нашего портала: «Как подключить трехфазный двигатель в сеть 220 В».

    Источник: https://stroyday.ru/kalkulyatory/elektroxozyajstvo-kalkulyatory/kalkulyator-rascheta-emkosti-rabochego-i-puskovogo-kondensatorov.html

    Калькулятор расчета емкости рабочего и пускового конденсатора

    Время чтения: 2 минутыНет времени?

    Ссылка на статью успешно отправлена!

    Отправим материал вам на e-mail

    Когда асинхронный двигатель подключается в однофазную сеть 220/230 В необходимо обеспечить сдвиг фаз в обмотках статора, имитирующий вращающееся магнитное поле. Это и приводит к вращению вала ротора электродвигателя, как в «родных» трехфазных сетях переменного тока. Для достижения этой цели в «не родных сетях» и служит конденсатор.

    Онлайн калькулятор расчета запасаемой энергии в конденсаторе

    Подключение конденсатора к электродвигателю

    Подбирать конденсатор следует очень внимательно, поэтому специально для читателей нашего онлайн-журнала был разработан удобный калькулятор с необходимыми пояснениями.

    Пояснения к расчету

    Схема соединения обычно отмечена на самом конденсаторе, и может обозначаться либо звёздой, либо треугольником. Как правило, это две разные формы, ёмкость которых рассчитывается, по- разному:

    Схема подключения рабочего и пускового конденсатора при разных способах подключения обмотокРасчетные зависимости
    Онлайн калькулятор расчета запасаемой энергии в конденсаторе Ср = 2800*I/U; I = P/(√3*U*η*cosϕ) Ср — емкость рабочего конденсатора
    Онлайн калькулятор расчета запасаемой энергии в конденсаторе Ср = 4800*I/U; I = P/(√3*U*η*cosϕ) Ср — емкость рабочего конденсатора
    Сп = 2,5*Ср, где Сп — емкость пускового конденсатора при любом способе подключения
    Расшифровка обозначений: Ср — емкость рабочего конденсатора, мкФ Сп — емкость пускового конденсатора, мкФ I — ток, А U — напряжение в сети, В η — КПД двигателя в %, деленных на 100cosϕ — коэффициент мощности

    Полученные результаты расчета используются для подбора конденсаторов нужных номиналов. Номинала именно расчетного значения вряд ли можно будет найти, поэтому правила подбора следующие:

    • если расчетное значение точно попало в существующий номинал, то в этом случае повезло — берете именно такой.
    • если совпадения нет, то рекомендуется выбирать емкость ближайшего нижнего номинального значения. Выбирать выше не следует (особенно для рабочих конденсаторов), так как существует вероятность значительного возрастания рабочих токов и перегрева обмоток.
    • По напряжению конденсаторы обязательно подбираются с номиналом не менее, чем в 1,5 раза выше напряжения сети, поскольку в момент пуска напряжение на самом конденсаторе всегда повышенное. Например, для однофазного напряжения 220 В рабочее напряжение конденсатора должно быть не менее 360 В, а по опыту электриков даже не менее 400 В.

    Ниже мы приведем таблицу номинальных значений конденсаторов серий СВВ60 и СВВ65. Эти конденсаторы чаще всего применяют при подключении асинхронных двигателей. Серия СВВ65 отличается от серии СВВ60 металлическим корпусом.

    В качестве пусковых часто применяют электролитические конденсаторы серии CD60. Причем опытные профессионалы не рекомендуют использовать их в качестве рабочих, поскольку продолжительные время работы быстро выводит их из строя.

     Полипропиленовые пленочные конденсаторы серий СВВ60 и СВВ65Электролитические неполярные конденсаторы серии CD60
    Изображение Онлайн калькулятор расчета запасаемой энергии в конденсаторе Онлайн калькулятор расчета запасаемой энергии в конденсаторе
    Номинальное рабочее напряжение, В 400; 450; 630 220-275; 300; 450
    Номинальный ряд, мкФ 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 3,5; 4,0; 5,0; 6,0; 7,0; 8,0; 10; 12; 14; 15; 16; 20; 25; 30; 35; 40; 45; 50; 60; 65; 70; 75; 80; 85; 90; 100; 120; 150 5; 10; 15; 20; 25; 50; 75; 100; 150; 200; 250; 300; 350; 400; 450; 500; 600; 700; 800; 1000; 1200; 1500

    Иногда бывает рациональнее использовать два и более конденсатора, чтобы получить нужную емкость. При этом они могут быть соединены последовательно или параллельно. При параллельном соединении результирующая емкость будет складываться, при последовательном она будет меньше емкости любого из конденсаторов. Для расчета данного соединения мы также подготовили для вас специальный калькулятор.

    Онлайн калькулятор расчета запасаемой энергии в конденсаторе

    Расчетные зависимости

    Калькулятор расчета результирующей емкости двух последовательно соединенных конденсатора

    Загрузка…

    Источник: https://HomeMyHome.ru/kalkulyator-rascheta-emkosti-rabochego-i-puskovogo-kondensatora.html

    Расчет емкости конденсатора для трехфазного двигателя

    При подключении асинхронного трехфазного электродвигателя на 380 В в однофазную сеть на 220 В необходимо рассчитать емкость фазосдвигающего конденсатора, точнее двух конденсаторов — рабочего и пускового конденсатора. Онлайн калькулятор для расчета емкости конденсатора для трехфазного двигателя в конце статьи.

    Как подключить асинхронный двигатель?

    Подключение асинхронного двигателя осуществляется по двум схемам: треугольник (эффективнее для 220 В) и звезда (эффективнее для 380 В).

    На картинке внизу статьи вы увидите обе эти схемы подключения. Здесь, я думаю, описывать подключение не стоит, т.к. это описано уже тысячу раз в Интернете.

    Во основном, у многих возникает вопрос, какие нужны емкости рабочего и пускового конденсаторов.

    Пусковой конденсатор

    Стоит отметить, что на небольших электродвигателях, используемых для бытовых нужд, например, для электроточила на 200-400 Вт, можно не использовать пусковой конденсатор, а обойтись одним рабочим конденсатором, я так делал уже не раз — рабочего конденсатора вполне хватает.

    Другое дело, если электродвигатель стартует со значительной нагрузкой, то тогда лучше использовать и пусковой конденсатор, который подключается параллельно рабочему конденсатору нажатием и удержанием кнопки на время разгона электродвигателя, либо с помощью специального реле.

    Расчет емкости пускового конденсатора осуществляется путем умножения емкостей рабочего конденсатора на 2-2.5, в данном калькуляторе используется 2.5.

    При этом стоит помнить, что по мере разгона асинхронному двигателю требуется меньшая емкость конденсатора, т.е. не стоит оставлять подключенным пусковой конденсатор на все время работы, т.к. большая емкость на высоких оборотах вызовет перегрев и выход из строя электродвигателя.

    Как подобрать конденсатор для трехфазного двигателя?

    Конденсатор используется неполярный, на напряжение не менее 400 В. Либо современный, специально на это рассчитанный (3-й рисунок), либо советский типа МБГЧ, МБГО и т.п. (рис.4).

    Читайте также:  Можно ли завести в дом кабель в металлорукаве с пвх по забору?

    Итак, для расчета емкостей пускового и рабочего конденсаторов для асинхронного электродвигателя введите данные в форму ниже, эти данные вы найдете на шильдике электродвигателя, если данные неизвестны, то для расчета конденсатора можно использовать средние данные, которые подставлены в форму по умолчанию, но мощность электродвигателя нужно указать обязательно.

    Онлайн калькулятор расчета емкости конденсатора

    Онлайн калькулятор расчета запасаемой энергии в конденсаторе

    Онлайн калькулятор расчета запасаемой энергии в конденсаторе Онлайн калькулятор расчета запасаемой энергии в конденсаторе Онлайн калькулятор расчета запасаемой энергии в конденсаторе

    Источник: https://evmaster.net/raschet-kondensatora

    Энергия конденсатора онлайн калькулятор. Энергия поля конденсатора

    При заряде конденсатора внешний источник расходует энергию на разделение зарядов на положительные и отрицательные. Которые будут находиться на обкладках конденсатора. Следовательно, исходя из закона сохранения энергии, она никуда не пропадает, а остается в конденсаторе.

    Энергия в конденсаторе запасается в виде силы взаимодействия положительных и отрицательных зарядов находящихся на его обкладках. То есть в виде электрического поля. Которое сосредоточено между пластинами.

    Это взаимодействие стремится притянуть одну обкладку к другой, поскольку, как известно разноименные заряды притягиваются.

    • Как известно из механики F=mg
      , аналогично в электрике F=qE
      , роль массы играет заряд, а роль сили притяжения напряжённость поля.
    • Работа по перемещению заряда в электрическом поле выглядит так:A=qEd1-qEd2=qEd
    • C другой же стороны работа также равна разнице потенциальных энергий A=W1-W2=W.
    • Таким образом используя эти два выражения можно сделать вывод что потенциальная энергия накопленная в конденсаторе равна:
    • Формула 1 — Энергия заряженного конденсатора
    • Не трудно заметить, что формула очень похожа на потенциальную энергию из механики W=mgh
      .

    Если провести аналогию с механикой: Представим камень, находящийся на крыше здания. Здесь взаимодействует масса земли с массой камня посредством силы тяжести, а здание высотой h
    противодействует силе гравитации. Если здание убрать камень упадет, следовательно, потенциальная энергия перейдет в кинетическую.

    В электростатике же есть два разноименных заряда стремящихся притянутся друг к другу им противодействует диэлектрик толщиной d
    находящийся между обкладками. Если обкладки замкнуть между собой то потенциальная энергия заряда перейдет в кинетическую то есть в тепло.

    В электротехнике формула для энергии в таком виде не применяется. Ее удобно выразить через емкость конденсатора и напряжение, до которого он заряжен.

    Так как заряд конденсатора определяется зарядом одной из его пластин то напряжённость поля, создаваемая ею, будет равна E/2
    . Поскольку общее поле складывается из полей создаваемых обеими обкладками заряжении одинаково, но с противоположным знаком.

    Следовательно, энергия конденсатора будет иметь вид: W=q(E/2)d

    Вся энергия заряженного конденсатора накапливается в электрическом поле между его пластинами. Энергию, сосредоточенную в конденсаторе, можно вычислить следующим методом. Давайте представим себе, что мы заряжаем емкость не сразу, а потихоньку, перенося электрические заряды с одной его металлической пластины на другую.

    Онлайн калькулятор расчета запасаемой энергии в конденсаторе

    Во время переноса первого заряда работа, совершенная нами, будет относительно небольшой.

    На уже на перенос второго электрического заряда мы истратим больше энергии, так как из-за переноса первого заряда, между металлическими пластинами конденсатора возникнет разность потенциалов, которую нам необходимо преодолевать, третий, четвертый и каждый последующий за ними одиночный заряд будет переносить значительно труднее и на их перенос придется расходовать все больше и больше энергии. Пусть мы перекинем таким образом некоторое определенное количество зарядов, которое мы условно обозначим латинской буквой Q
    .

    Энергия поля конденсатора — обучающий видео фильм

    Вся энергия, потраченная при заряде конденсатора, скопиться в электрическом поле между его металлическими пластинами. Напряжение между пластинами конденсатора в конце процесса заряда мы условно обозначим латинской буквой U
    .

    Как мы уже поняли, разность потенциалов в процессе заряда емкости не остается постоянной, а постепенно возрастает от нуля — в начале заряда — до своего конечного значения напряжения. Для упрощения расчета энергии поля допустим, что мы перенесли полностью весь электрический заряд Q с одной пластины на другую не маленькими частями, а сразу.

    Но при этом мы считаем, что напряжение между металлическими пластинами было не ноль, как в начальный момент, и не какое-то значение U
    , как в конце процесса заряда, а равнялось какому-то среднему значению от нуля и до U, т. е. половине U
    .

    Таким образом, энергия, накопленная в электрическом поле емкости, будет равна половине напряжения U, умноженной весь заряд перенесенного электричества Q
    .

    1. Так как напряжение измеряется в вольтах, а количество электричества — в кулонах, то энергия W
      будет в джоулях. Так как заряд, накопленный между пластинами емкости, равен Q = C×U
      , то формулу можно перезаписать в следующей форме:
    2. Эта получившееся формула говорит нам о том, что энергия, накопленная в поле конденсатора, равна половине произведения емкости на квадрат напряжения между его металлическими пластинами
      .
    3. Думаю данный вывод мы еще вспомним при изучении материала о колебательных контурах.
    4. Энергия заряженной емкости
    5. Конденсатор
      — это простой электротехнический прибор, обладающий свойством накопления энергией поля

    Онлайн калькулятор расчета запасаемой энергии в конденсатореЭНЕРГИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ КОНДЕНСАТОРА

    Онлайн калькулятор расчета запасаемой энергии в конденсатореэнергия поля конденсатора — занимательный опыт из курса физики и лекций по электротехнике с основами электроники.

    В заряженном конденсаторе накоплена (аккумулирована) электрическая энергия. Эта энергия конденсатора равна работе, необходимой для зарядки конденсатора.

    Процесс зарядки конденсатора состоит, по сути, в том, что заряд с одной пластины переносится на другую. Именно это совершает источник напряжения, когда его подключают к конденсатору.

    Сначала, когда конденсатор не заряжен, для переноса первой порции заряда не требуется работы.

    Но когда на каждой из пластин уже имеется заряд, для пополнения его приходится совершать работу против сил электрического отталкивания.

    Чем больше накопленный пластинами заряд, тем большую работу, необходимо совершить для его увеличения. Если на пластинах существует разность потенциалов V
    , работа по переносу элемента заряда dq
    равна dW = V dq
    .

    Поскольку V= q/C
    , где С
    — емкость конденсатора, тогда работа по его заряду составит:

    Источник: https://tdsl.ru/energy-condenser-online-calculator-the-energy-of-the-capacitor-field/

    Калькулятор расчета емкости конденсатора

    Основной функцией каждого конденсатора является накопление электрического заряда и его одномоментная отдача в нужное время.

    Данные приборы используются во многих электрических схемах, существенно улучшая качество их работы. Для правильного выбора и оптимизации данных устройств используйте онлайн калькулятор расчета емкости конденсатора.

    Достаточно ввести в таблицу исходные данные, чтобы получить определенные результаты.

    Как рассчитать емкость конденсатора

    Расчеты, производимые с помощью онлайн калькулятора, позволяют вычислить емкость конденсатора в течение нескольких секунд. Кроме этого параметра, можно определить показатели заряда, мощности, тока, энергии и прочих качеств конденсатора, необходимых в конкретном устройстве.

    Онлайн калькулятор расчета запасаемой энергии в конденсаторе

    Наиболее часто встречаются электролитические конденсаторы, применяемые в схеме асинхронного электродвигателя. Конструкции этих устройств могут быть полярными или неполярными.

    В первом случае отмечается более высокая емкость, поэтому перед подключением конденсатора к двигателю, необходимо в обязательном порядке выполнить расчеты.

    С помощью проводимых вычислений устанавливается необходимая емкость, соответствующая конкретному двигателю.

    Особое значение придается дополнительным расчетам при эксплуатации трехфазных электродвигателей. В обычном режиме конденсатор функционирует нормально, однако при включении в однофазную сеть, его емкость заметно снижается. Это приводит к увеличению частоты вращения вала. Предварительные расчеты и правильное подключение позволяют избежать подобных ситуаций.

    Онлайн калькулятор расчета запасаемой энергии в конденсаторе

    При запуске асинхронного двигателя, работающего от напряжения 220 вольт, требуется конденсатор с высокой емкостью. В связи с этим, невозможно обойтись без проведения расчетов с помощью онлайн калькулятора.

    Проведение расчетов полностью зависит от способа соединения обмоток электродвигателя. Данное соединение может быть выполнено двумя способами – звездой и треугольником.

    В первом случае применяется формула Ср=2800хI/U, а для второго случая используется немного измененная формула Ср=4800хI/U.

    Следует учитывать, что в цепочке соединенных конденсаторов емкость пускового устройства должна быть примерно в три раза выше, чем в рабочем приборе. Для расчета применяется формула Сп=2.5хСр, в которой Сп и Ср являются соответственно пусковым и рабочим конденсатором.

    Методика расчета заряда конденсатора

    В начальной стадии заряд любого прибора имеет нулевое значение. После подключения к гальваническому элементу или другому источнику постоянного тока происходит зарядка конденсатора.

    Онлайн калькулятор расчета запасаемой энергии в конденсаторе

    В таблицу калькулятора вводятся такие данные, как значение ЭДС источника тока в вольтах, сопротивление, измеряемое в омах, емкость прибора в микрофарадах и время зарядки в миллисекундах. В результате вычислений появляются точные данные, характеризующие заряд конкретного конденсатора и определяющие его оптимальное использование в той или иной схеме.

    Источник: https://electric-220.ru/news/kalkuljator_rascheta_emkosti_kondensatora/2016-07-17-1015

    12. Электроемкость. Конденсаторы. Энергия конденсатора. Соединение конденсаторов

    Электрическая
    ёмкость —
    характеристика проводника, мера его
    способности накапливать электрический
    заряд.

    В теории электрических цепей ёмкостью
    называют взаимную ёмкость между двумя
    проводниками; параметр ёмкостного
    элемента электрической схемы,
    представленного в виде двухполюсника.

    Такая ёмкость определяется как отношение
    величины электрического заряда к разности
    потенциалов между
    этими проводниками.

    В системе СИ ёмкость
    измеряется в фарадах.
    В системе СГС в сантиметрах.

    • Для одиночного
      проводника ёмкость равна отношению
      заряда проводника к его потенциалу в
      предположении, что все другие
      проводники бесконечно удалены
      и что потенциал бесконечно удалённой
      точки принят равным нулю. В математической
      форме данное определение имеет вид
    • где  — заряд,  —
      потенциал проводника.
    • Ёмкость определяется
      геометрическими размерами и формой
      проводника и электрическими свойствами
      окружающей среды (еёдиэлектрической
      проницаемостью)
      и не зависит от материала проводника.
      К примеру, ёмкость проводящего шара
      радиуса R равна
      (в системе СИ):
    Читайте также:  Датчики температуры охлаждающей жидкости, наружного воздуха, влажности

    Понятие ёмкости
    также относится к системе проводников,
    в частности, к системе двух проводников,
    разделённых диэлектриком —конденсатору.
    В этом случае взаимная
    ёмкость этих
    проводников (обкладок конденсатора)
    будет равна отношению заряда, накопленного
    конденсатором, к разности потенциалов
    между обкладками. Для плоского конденсатора
    ёмкость равна:

    где S —
    площадь одной обкладки (подразумевается,
    что они равны), d —
    расстояние между обкладками, ε — относительная
    диэлектрическая проницаемость среды
    между обкладками, ε0 =
    8.854·10−12 Ф/м
    — электрическая
    постоянная.

    Конденса́тор (от лат. condensare —
    «уплотнять», «сгущать») — двухполюсник с
    определённым значением ёмкости и
    малой омической проводимостью;
    устройство для накопления заряда и
    энергии электрического поля.

    Конденсатор
    является пассивным электронным
    компонентом.

    Обычно состоит из двух
    электродов в форме пластин
    (называемых обкладками),
    разделённыхдиэлектриком,
    толщина которого мала по сравнению с
    размерами обкладок.

    Виды конденсаторов:
    1.
    по виду диэлектрика: воздушные, слюдяные,
    керамические, электролитические
    2. по
    форме обкладок: плоские, сферические.
    3.
    по величине емкости: постоянные,
    переменные (подстроечные).

    Электроемкость
    плоского конденсатора

    Включение
    конденсаторов в электрическую цепь

    параллельное

    последовательное

    1. ЭНЕРГИЯ ЗАРЯЖЕННОГО
      КОНДЕНСАТОРА
    2. Конденсатор — это
      система заряженных тел и обладает
      энергией.
      Энергия любого конденсатора:
    3. где
      С — емкость конденсатора
      q — заряд
      конденсатора
      U — напряжение на обкладках
      конденсатора
      Энергия конденсатора
      равна работе, которую совершит
      электрическое поле при сближении пластин
      конденсатора вплотную,
      или равна
      работе по разделению положительных и
      отрицательных зарядов , необходимой
      при зарядке конденсатора.
    4. ЭНЕРГИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО
      ПОЛЯ КОНДЕНСАТОРА

    13.

    Источник: https://studfile.net/preview/4404819/page:6/

    Калькулятор расчета мощности

    Мощность — ключевая характеристика электроприборов, показывающая, сколько энергии требуется для их работы. С понятием мощности мы знакомимся еще на уроках физики, и это знание необходимо нам в жизни как для решения простых вопросов о покупке подходящего зарядного устройства для смартфона, так и для профессиональных изысканий в области энергосбережения.

    Понятия тока, напряжения и работы

    Для упрощенного рассмотрения электрического тока и связанных с ним понятий напряжения, работы и мощности, возьмем простую аналогию с потоком жидкости. Представьте себе трубку, по которой течет вода.

    Жидкость может течь из-за разности высот разных точек гибкой трубки или под напором из крана. Поток воды обладает потенциальной энергией, которую можно использовать, направив его, например, на лопасти водяной мельницы.

    В этом случае вода начнет выполнять работу, приводя в движение жернова.

    Все тоже самое и с электрическим током. Если в проводнике в разных точках присутствует разный электрический потенциал, то в этом месте создается напряжение, заставляющее электроны перетекать от одной точки к другой.

    Это и есть электрический ток. Пока ток течет «впустую», он обладает некой энергией.

    Если мы направим ток на замкнутую металлическую рамку, находящуюся в магнитном поле, то рамка начнет вращаться, совершая работу, и именно по этому принципу работают электродвигатели.

    Работа воды на мельнице зависит от силы напора воды и ее объема. Сравните силу воды из водяного пистолета и пожарного брандспойта. Очевидно, что в последнем случае вода совершает гораздо большую работу. Аналогично все происходит и с электрическим током.

    Чем сильнее напряжение (напор) и сила тока (объем воды), тем большую работу мы можем выполнить. Естественно, любая работа выполняется не мгновенно, а в течение какого-то промежутка времени, даже если это миллисекунды.

    Математически для цепей постоянного тока это выражается следующей формулой:

    A = I × U × t,

    где I — сила тока, U — напряжение, t — время.

    Связь работы и мощности

    Мощность электрического тока оценивается по количеству работы, которая выполняется в течение заданного времени. Из курса физики мы знаем, что мощность постоянного тока выражается простой формулой:

    P = U × I

    Постоянный ток — это электрический ток, который не меняет своего направления. Если вернуться к аналогии выше, то напор воды — это именно постоянный ток.

    Переменный ток в замкнутой цепи с определенной частотой изменяет свою полярность, а это приводит к запаздыванию напряжения.

    Для цепей переменного тока требуется учитывать сдвиг напряжения, который в векторной алгебре косинусом угла fi между векторами тока и напряжения:

    • P = U × I × cosfi
    • Если же вектора сонаправлены (угол между векторами равен 0 градусов), то косинус 0 превращается в единицу. Очевидно, что в формуле работы мы можем заменить произведение U × I на мощность и получим простую формулу:
    • A = P × t или P = A / t,
    • из чего следует, что мощность — это количество работы, совершаемой за единицу времени.

    Наш калькулятор подходит для вычисления мощности постоянного или переменного тока: в формулу заложено итоговое значение мощности, поэтому нам не важен характер тока.

    Для использования инструмента достаточно заполнить две ячейки из трех, после чего неизвестное будет подсчитано автоматически.

    В школьных задачках вам потребуется вычислить мощность как произведение тока и напряжения, а в бытовых вопросах мощность всегда указывается на щитке электроприборов.

    Примеры из реальной жизни

    Школьная задача

    В простых задачах по физике не требуется промежуточных вычислений. Давайте попробуем вычислить время работы прибора, если его мощность составляет 300 Вт, а выполненная работа равна 65 000 Дж. Для решения нам достаточно заполнить соответствующие ячейки и получить ответ, что электроприбор работал 216 секунд.

    Бытовой расчет

    Давайте вычислим, на сколько времени непрерывной работы хватает обычного смартфона. Известно, что емкость аккумулятора составляет 4,1 А·ч, мощность смартфона равна 3 Вт, а напряжение заряда составляет 5 В. Мы знаем, что количество запасенной энергии можно подсчитать, просто умножив емкость на напряжение.

    Получим, что аккумулятор смартфона запасает 20,5 Вт·ч. Переведем Вт·ч в Дж, зная, что 1 Вт·ч = 3 600 Дж. Получим, что энергия, запасаемая аккумулятором смартфона, равна 73 800 Дж. Теперь у нас есть все данные.

    Введем в соответствующие ячейки значения энергии и мощности и получим, что телефон способен непрерывно работать 24 600 секунд или почти 8 часов. Похоже на правду.

    Заключение

    Мощность электроприборов напрямую связана со временем работы и запасаемой в аккумуляторах энергии. Используйте наш онлайн-калькулятор для простых вычислений времени работы, энергии или мощности, а также для решения простых задачек по физике.

    Источник: https://BBF.ru/calculators/211/

    Калькулятор расчета емкости конденсатора

    Основная роль такого прибора как конденсатор заключается в том, что он накапливает электрический заряд и одномоментно отдает его. В автомобилях такой заряд тока конденсатор берет у аккумулятора и используется, например, для снабжения автомобильного усилителя нужным зарядом, улучшая, таким образом, звук, доносящийся из аудиосистемы.

    Расчет емкости конденсатора с помощью онлайн калькулятора

    Расчет конденсатора онлайн, который можно произвести с помощью калькуляторов на специальных ресурсах в Интернете, позволяет в считанные секунды получить результат, просто указав в соответствующих полях нужные данные. С их помощью быстро и легко можно рассчитать емкость, заряд, мощность, ток, энергию, и другие свойства конденсатора, нужные для конкретного устройства.

    Среди множества видов конденсаторов существует, так называемый, электролитический тип, который используется в асинхронных электродвигателях. Среди его видов выделяют полярный и неполярный.

    Электролитический полярный конденсатор отличается от неполярного, прежде всего, большей емкостью. Расчет конденсатора для электродвигателя обязательно необходим перед его подключением.

    Он позволит, к примеру, узнать нужную емкость для конкретного двигателя.

    Расчет конденсатора для трехфазного двигателя требуется ещё и для того, что, обычно, если трехфазный асинхронный двигатель с конденсаторным пуском работает нормально, будучи включенным в однофазную сеть, то емкость конденсатора уменьшается, а частота вращение вала увеличивается. При правильном подключении, все эти характеристики будут наблюдаться.

    Когда запускается асинхронный двигатель, подключением к сети 220В, необходима высокая емкостьфазодвигающего конденсатора.

    В Интернете всегда можно найти специальный калькулятор конденсаторов онлайн, который, в частности, позволяет рассчитать их емкость.

    Калькулятор, который позволяет произвести расчет соединения конденсаторов, а именно емкости двух параллельно соединенных приборов: рабочего и пускового, требует указания в соответствующих полях следующих данных:

    • Соединение обмоток двигателя
    • Его мощность
    • Напряжение в сети
    • Коэффициент мощности
    • КПД двигателя

    После указания всех этих данных, можно получить результаты в виде информации по емкости пускового и рабочего конденсаторов, которая измеряется в мкФ (микроФарадах). Расчет емкости конденсатора для двигателя, а именно для двух, соединенных между собой конденсаторов, в данном случае, зависит от того, каким был способ соединения их обмоток.

    Расчет пускового конденсатора и параллельно рабочего предполагает указание двух таких способов подключения как: подключение звездой и треугольником.

    Формула расчета емкости конденсатора, подключенного звездой, выглядит так: Cр=2800*I/U, а формула расчета конденсатора, подключенного треугольником – это Cр=4800*I/U.

    Расчёт ёмкости конденсатора для электродвигателя по таким формулам расшифровывается следующим образом:

    1. Ср означает рабочий конденсатор, пусковой будет обозначаться далее как Сп.
    2. Ток I определен тут соотношением мощности мотора P с произведением 1,73 напряжения U и коэффициента мощности (cosφ ) с коэффициентом поленого действия (η). То есть I=P/1,73Uηcosφ.

    Каждый калькулятор емкости конденсаторов использует свой тип расчета. Например, если говорить о соединенных конденсаторах, где емкость пускового прибора должна быть подобрана в 3 раза большая, чем рабочая емкость, то, в конкретном калькуляторе может быть использован расчет Cп=2,5*Cр, где Сп означает пусковой конденсатор, а Ср – рабочий тип.

    Расчет заряда конденсатора

    Источник: http://energo-novgorod.ru/calcs/calc-cap/

    Ссылка на основную публикацию
    Adblock
    detector