Kapasitor

kapasitor (Indonesia) (Jun 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Kapasitor

DC Litar Elektrik


soalan 1

Kenal pasti beberapa jenis kapasitor dan ciri-cirinya.

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Mika, elektrolitik, mylar, kertas, udara, dan seramik adalah beberapa gaya yang lebih popular.

Nota:

Terdapat banyak yang akan dikaji pada jenis dan ciri kapasitor yang berbeza! Galakkan pelajar anda untuk menyelidik kedua-dua buku teks dan literatur pengeluar kapasitor untuk maklumat lanjut.

Soalan 2

Bagaimanakah kapasitor elektrolitik dibina, dan apa yang perlu diperhatikan tentang penggunaannya "# 2"> Menerangkan jawapan Sembunyikan jawapan

Kapasitor "elektrolitik" menggunakan lapisan oksida logam yang sangat nipis sebagai dielektrik. Proses pembuatan melibatkan penggunaan voltan DC kepada kapasitor baru untuk membentuk lapisan oksida. Ini "polarisasi" untuk kehidupan, menghalang penggunaannya dengan polariti terbalik.

Soalan susulan: mengenal pasti simbol skematik untuk sebarang jenis kapasitor terpolarisasi, elektrolitik dimasukkan.

Nota:

Terdapat banyak ciri kapasitor elektrolitik yang unik untuk jenis itu, bukan sekurang-kurangnya yang menjadi cara pembuatannya. Memandangkan kapasitor ini digunakan dengan kerap untuk aplikasi elektronik voltan rendah, ia amat berharga bagi pelajar untuk mengkaji mereka dengan baik dan mengenali idiosyncrasi mereka.

Soalan 3

Kapasitor mempunyai label di atasnya dengan mengatakan, "100 WVDC". Apakah arti label ini? Apakah kesan daripada penarafan ini?

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Voltan kerja kapasitor adalah 100 volt DC. Kegagalan bahan dielektrik akan menyebabkan melebihi voltan voltan ini. Dalam kapasitor elektrolitik terutamanya, kegagalan boleh menjadi ganas!

Nota:

Seperti dengan penarafan rintangan dan rintangan, terdapat lebih banyak penarafan kapasitor daripada kapasitansian sahaja! Bincangkan dengan pelajar anda pentingnya keselamatan apabila bekerja dengan kapasitor, bukan sahaja dari bahaya kejutan tetapi juga dari letupan (akibat dari voltan yang berlebihan).

Soalan 4

Kapasitor boleh menimbulkan bahaya kejutan elektrik, walaupun dalam litar tidak berkuasa. Terangkan mengapa.

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Kapasitor mempunyai keupayaan untuk menyimpan tahap voltan berbahaya dan caj walaupun sumber tenaga luaran telah terputus.

Nota:

Satu soalan susulan yang menarik untuk dijadikan: bagaimana kita melepaskan kapasitor dengan kadar voltan berbahaya?

Soalan 5

Kapasitor yang sangat besar (biasanya lebih dari 1 Farad!) Sering digunakan dalam pendawaian kuasa DC sistem penguat audio berkuasa tinggi dipasang di kereta. Kapasitor disambung secara selari dengan terminal kuasa DC penguat, hampir dengan penguat yang mungkin, seperti ini:

Apakah tujuan untuk mempunyai kapasitor disambung secara selari dengan terminal kuasa penguat "# 5"> Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Kapasitor meminimumkan transien voltan dilihat pada terminal kuasa penguat kerana jatuh voltan di sepanjang kabel kuasa (dari bateri) semasa denyut arus transien, seperti yang ditemui semasa menguatkan berat bass "berdegup" pada jumlah yang tinggi.

Secara kebetulan, teknik yang sama ini digunakan dalam litar komputer untuk menstabilkan voltan bekalan kuasa yang menggerakkan litar logik digital, yang menarik arus dari bekalan dengan cepat "lonjakan" ketika mereka beralih antara keadaan "pada" dan "mati" mereka. Dalam permohonan ini, kapasitor dikenali sebagai kapasitor decoupling .

Nota:

Kejuruteraan sistem audio biasanya memberi inspirasi kepada minat di kalangan pelajar yang suka muzik, terutama pelajar muda yang menginginkan kuasa audio maksimum dalam sistem bunyi kereta mereka! Persoalan ini direka untuk mencetuskan minat seperti yang diharapkan untuk meneroka fungsi kapasitor.

Berkenaan dengan kapasitor "decoupling", pelajar anda mungkin perlu menggunakan kapasitor dengan cara ini apabila mereka maju untuk membina litar semikonduktor. Jika anda mempunyai papan litar bercetak dari komputer ("motherboard") yang tersedia untuk menunjukkan pelajar anda, ia akan menjadi contoh yang baik untuk kapasitor decoupling yang digunakan.

Soalan 6

Kapasitor 10 μF dicaj kepada voltan 20 volt. Berapa banyak coulombs caj elektrik disimpan dalam kapasitor ini?

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Caj 200 μC.

Nota:

Jangan berikan persamaan dengan pelajar anda untuk melakukan perhitungan ini! Biarkan mereka mencari sendiri.

Soalan 7

Kapasitor 470 μF tertakluk kepada voltan yang digunakan yang berubah pada kadar 200 volt sesaat. Berapa banyak arus akan ada "melalui" kapasitor ini?

Jelaskan mengapa saya meletakkan tanda petikan di sekitar perkataan "melalui" dalam ayat sebelumnya. Kenapa perkataan ini tidak boleh digunakan sepenuhnya dengan menerangkan arus elektrik dalam litar kapasitor?

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Kapasitor ini akan mempunyai arus berterusan sebanyak 94 milliamps (mA) yang akan "melalui" ia. Perkataan "melalui" diletakkan dalam tanda petikan kerana kapasitor tidak mempunyai kesinambungan.

Nota:

Jangan berikan persamaan dengan pelajar anda untuk melakukan perhitungan ini! Biarkan mereka mencari sendiri. Notasi (dv / dt) mungkin asing kepada pelajar yang tidak mempunyai latar belakang matematik yang kuat, tetapi jangan biarkan hal ini menjadi halangan untuk belajar! Sebaliknya, gunakan ini sebagai cara untuk memperkenalkan pelajar-pelajar kepada konsep kadar perubahan, dan konsep kalkulus derivatif .

Soalan 8

Dua kapasitor 470 μF yang disambung dalam siri tertakluk kepada jumlah voltan yang digunakan yang berubah pada kadar 200 volt sesaat. Berapa banyak arus akan ada "melalui" kapasitor ini? Petunjuk: jumlah voltan dibahagikan sama rata antara kedua-dua kapasitor.

Kini, katakan bahawa dua kapasitor 470 μF yang disambung selari adalah tertakluk kepada jumlah voltan yang sama (berubah pada kadar 200 volt per saat). Berapa jumlah arus total akan ada "melalui" kapasitor ini?

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Sambungan siri: jumlah 47 milimeter (mA). Sambungan selari: jumlah 188 milliamps (mA).

Persoalan tindak lanjut: apakah angka-angka ini menunjukkan sifat kapasitor yang disambungkan dengan siri dan selari? Dalam erti kata lain, nilai kapasitor tunggal apa yang setara dengan dua kapasitor 470 μF bersambung, dan apa nilai kapasitor tunggal bersamaan dengan dua kapasitor 470 μF yang bersambung selari?

Nota:

Sekiranya pelajar anda mengalami kesulitan menjawab soalan susulan dalam Jawapan, mintalah mereka membandingkan angka semasa ini (47 mA dan 188 mA) terhadap arus yang akan melalui hanya satu daripada kapasitor 470 μF di bawah keadaan yang sama (satu voltan terpakai berubah pada kadar 200 volt sesaat).

Sudah tentu, penting bahawa para pelajar tahu bagaimana alat-alat berkomputer sambungkan dan selari bersambung. Walau bagaimanapun, ini biasanya merupakan proses hafalan untuk pelajar berbanding pemahaman sebenar. Dengan persoalan ini, matlamatnya adalah untuk membolehkan pelajar mencapai realisasi sambungan kapasitor berdasarkan pemahaman mereka mengenai siri dan tegasan dan arus selari.

Soalan 9

Katakan dua kapasitor 33 μF disambung secara siri dengan satu sama lain. Apakah kapasitansi gabungan mereka, di Farads? Terangkan jawapan anda.

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

16.5 μF

Nota:

Kapasitor sering mengelirukan pelajar baru elektronik kerana nilai mereka tidak menambah sama seperti perintang. Penting dalam menjawab soalan ini bahawa pelajar anda memahami mengapa kapasiti siri menggabungkan seperti yang mereka lakukan. Terdapat lebih daripada satu cara untuk menjelaskan fenomena ini - menerangkan dari segi dimensi kapasitor, atau dari segi penurunan voltan dan penyimpanan caj.

Soalan 10

Kirakan jumlah kapasitansi dalam koleksi kapasitor ini, seperti yang diukur antara dua wayar:

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

132.998 pF

Persoalan susulan: katakan satu skru lekapan blok terminal akan terlepas pada salah satu petunjuk untuk kapasitor tengah, membuat sambungan yang buruk (terbuka). Apakah kesannya terhadap jumlah kapasitans "nota tersembunyi"> Nota:

Adalah amat berguna untuk mula-mula membuat gambarajah skematik untuk rangkaian kapasitor ini sebelum cuba melakukan pengiraan kapasitansi, supaya pemahaman yang jelas mengenai sambungan siri / selari akan ditubuhkan.

Soalan 11

Kenal pasti nilai dan gaya kapasitor berikut:

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Nota:

Tanya pelajar anda bagaimana mereka dapat mengetahui sama ada nilai kapasitor diberikan dalam farads mikro atau pico farads. Terdapat cara, walaupun awalan metrik tidak dicetak pada kapasitor!

Soalan 12

Apabila diperiksa dengan ohmmeter, bagaimanakah tindak balas kapasitor berfungsi dengan baik "# 12"> Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Kapasitor "sihat" perlu mendaftar sebagai litar terbuka antara terminalnya, selepas tempoh pengecasan awal.

Persoalan susulan: apa yang anda rasa adalah "mod" kegagalan kapasitor, terbuka atau dipendekkan? Terangkan jawapan anda.

Nota:

Adakah pelajar anda sebenarnya menguji beberapa kapasitor dengan ohmmeters mereka di dalam kelas. Untuk nilai kapasitor yang besar, masa pengecasan mungkin besar! Pelajar perlu sedar tentang ini, dan kesannya terhadap petunjuk ohmeter.

Walaupun pemeriksaan ohmmeter kapasitor bukan analisis menyeluruh, ia pasti lebih baik daripada apa-apa, dan akan mengesan kesalahan yang lebih biasa.

Soalan 13

Cari satu atau dua kapasitor sebenar dan bawanya ke kelas untuk perbincangan. Kenal pasti sebanyak mungkin maklumat mengenai kapasitor anda sebelum perbincangan:

Kapasitansi (ideal)
Kapasitansi (sebenar)
Penarafan voltan
Taip (mika, mylar, elektrolitik, dan sebagainya)
Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Sekiranya boleh, dapatkan lembar pengeluar untuk komponen anda (atau sekurang-kurangnya lembar kerja untuk komponen yang sama) untuk berbincang dengan rakan sekelas anda.

Bersedia untuk membuktikan kapasitansi sebenar kapasitor anda di dalam kelas, dengan menggunakan multimeter (dengan mengandaikan multimeter anda mampu mengukur kapasitansi)!

Nota:

Tujuan dari soalan ini adalah untuk mendapatkan pelajar kinesthetically berinteraksi dengan perkara tersebut. Ia mungkin kelihatan bodoh untuk membolehkan pelajar terlibat dalam "menunjukkan dan memberitahu" senaman, tetapi saya dapati bahawa aktiviti-aktiviti seperti ini sangat membantu sesetengah pelajar. Bagi pelajar yang bersifat kinestetik, ia sangat membantu untuk menyentuh komponen sebenar semasa mereka belajar tentang fungsi mereka. Sudah tentu, soalan ini juga memberi peluang yang baik untuk mereka mempraktikkan penanda komponen mentafsir, menggunakan multimeter, datasheets akses, dan sebagainya.

Soalan 14

Parameter penting dalam prestasi kapasitor ialah ESR . Tentukan ESR, dan jelaskan apa yang menyebabkannya.

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

"ESR" bermaksud rintangan siri kesamaan, biasanya menjadi akibat dari bahan dielektrik kapasitor.

Nota:

Bincangkan dengan pelajar anda mengapa perkara-perkara ESR, terutama dalam aplikasi decoupling di mana kapasitor dijangka mengendalikan transients besar (dv / dt).

Soalan 15

Kapasitor sering mempunyai kod huruf berikutan kod nombor tiga digit. Contohnya, terdapat beberapa kod kapasitor biasa, lengkap dengan huruf:

473K
102J
224M
331F

Tentukan makna huruf yang digunakan pada label kapasitor, apakah nilai angka masing-masing untuk semua huruf yang ada, dan kemudian akhirnya apa yang dimaksudkan dengan empat kod nombor / huruf tertentu (ditunjukkan di atas).

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Kod huruf digunakan untuk menentukan toleransi, sama seperti band warna terakhir pada kebanyakan perintang. Saya akan membiarkan anda menyelidik kod huruf setara dengan anda sendiri! Sama untuk nilai khusus empat label kapasitor yang ditunjukkan.

Nota:

Kod toleransi kapasitor cukup mudah untuk pelajar membuat penyelidikan sendiri. Untuk rujukan anda sendiri, walaupun:

D = ± 0.5%
F = ± 1%
G = ± 2%
H = ± 3%
J = ± 5%
K = ± 10%
M = ± 20%
P = + 100%, -0%
Z = + 80%, -20%

Sama untuk empat label kapasitor yang diberikan dalam soalan:

473K = 47 nF ± 10%
102J = 1 nF ± 5%
224M = 0.22 μF ± 20%
331F = 330 pF ± 1%

  • ← Lembaran Kerja Sebelumnya

  • Indeks Lembaran Kerja

  • Lembaran kerja seterusnya →