Les condensateurs sont utilisés dans les systèmes électriques pour stocker de petites quantités de charge électrique, puis de se décharger lorsque la charge est nécessaire. La plupart des appareils électroniques communs contiennent plusieurs condensateurs; ils sont utilisés dans les voitures, les téléviseurs et les ordinateurs. La physique du condensateur de charge et de décharge sont bien connues, et il est une tâche relativement simple de calculer la tension aux bornes du condensateur.
Instructions
1 Calculer la tension pour un condensateur d'état stable --- ni chargement ni déchargement. Dans ce cas, la différence de potentiel électrique entre l'anode et la cathode bornes du condensateur dépend de la charge stockée du condensateur et de sa capacité.
V = Q / C
Où:
V = tension aux bornes du condensateur
Q = charge stockée dans le condensateur
C = capacité
Par conséquent, si vous connaissez la quantité de charge stockée sur le condensateur et sa capacité, vous pouvez calculer la tension aux bornes du condensateur chargé. Par exemple, si un quatre-microfarad condensateur stocke quatre microcoulombs de la charge, la tension aux bornes du condensateur serait un volt.
2 Calculer la tension d'un condensateur de charge --- dans un circuit RC série; sans résistance le condensateur se chargera instantanément, avec une tension égale à la tension de sortie de la source d'alimentation. Dans ce cas, la tension aux bornes du condensateur varie avec le temps, comme suit:
V (t) = V_source * [1 - e ^ (- t / RC)]
Où:
V (t) = tension variable dans le temps aux bornes du condensateur
V_source = tension d'alimentation constante (à partir d'une batterie, par exemple)
t = temps
R = résistance de la résistance
C = capacité
Il est donc possible de calculer la tension aux bornes du condensateur à tout moment après qu'il est connecté à une alimentation électrique. Comme vous pouvez le voir dans l'équation, car il devient grand (beaucoup de temps écoulé), la tension aux bornes du condensateur se rapproche V_source.
A titre d'exemple, supposons que vous voulez calculer la tension à travers un condensateur de cinq farad connecté en série avec une batterie de neuf volts et une résistance de six ohm 30 secondes après la fermeture du circuit. Dans ce cas:
V (30sec) = 9 volts
[1 - e ^ (- 30secondes / 6ohms 5farads)]
V (30sec) = 9 * [1 - e ^ (- 1)]
V (30sec) = 5,69 volts
3 Calculer la tension d'un condensateur de décharge --- dans un circuit RC série; sans résistance le condensateur se décharge directement, avec une tension égale à la tension de sortie de la source d'alimentation. Similaire à un condensateur de charge, la tension aux bornes d'un condensateur de décharge varie aussi avec le temps:
V (t) = V_start * e ^ (- t / RC)
Où:
V (t) = tension variable dans le temps aux bornes du condensateur
V_start = tension de démarrage à travers le condensateur, calculé selon la formule ci-dessus l'état d'équilibre V = Q / C
t = temps
R = résistance de la résistance
C = capacité
Il est donc possible de calculer la tension aux bornes d'un condensateur à tout moment après que le condensateur a commencé à se décharger à travers un circuit à une résistance.
Par exemple, supposons que vous voulez calculer la tension à travers un condensateur de cinq farad connecté en série avec une résistance de six ohm 30 secondes après la fermeture du circuit; la tension de démarrage du condensateur est de neuf volts.
V (30sec) = 9 volts e ^ (- 30secondes / 6ohms 5farads)
V (30sec) = 9 * e ^ (- 1)
V (30sec) = 3,31 volts