Tergantung ukurannya X elemen apa pun rangkaian listrik, mereka membicarakan tiga kasus:

• X > 0 - elemen menunjukkan sifat induktif.
• X = 0 - elemen tersebut memiliki resistensi aktif murni.
• X < 0 - elemen menunjukkan sifat kapasitif.

Nilai reaktansi dapat dinyatakan melalui nilai reaktansi induktif dan kapasitif:

Reaktansi induktif (X L) disebabkan oleh terjadinya ggl induksi diri. Arus listrik menciptakan medan magnet. Perubahan arus, dan sebagai konsekuensinya perubahan medan magnet, menyebabkan ggl induksi diri, yang mencegah perubahan arus. Besarnya reaktansi induktif bergantung pada induktansi elemen dan frekuensi arus yang mengalir:

Kapasitansi (X C). Nilai kapasitansi bergantung pada kapasitansi elemen DENGAN dan juga frekuensi arus yang mengalir:

Lihat juga

Resistensi aktif

Yayasan Wikimedia.

2010.

Lihat apa itu "Kapasitansi" di kamus lain: Nilai yang mencirikan resistansi yang diberikan pada arus bolak-balik kapasitansi listrik rantai (atau bagiannya). Resistansi kapasitif terhadap arus sinusoidal Xc = 1/ωС, dengan ω adalah frekuensi sudut, C adalah kapasitansi. Diukur dalam ohm. * * * KAPASITIF… …

Kamus Ensiklopedis kapasitansi

Kamus Ensiklopedis- - [Ya.N.Luginsky, M.S.Fezi Zhilinskaya, Yu.S.Kabirov. Kamus Teknik Elektro dan Teknik Tenaga Inggris-Rusia, Moskow, 1999] Topik Teknik Elektro, Konsep Dasar Kapasitas Reaktansi EN... ...

- talpinė varža statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. kapasitas; reaktansi kapasitas; reaktansi kapasitif vok. kapazitivr Widerstand, m rus. kapasitansi, n pranc. kapasitansi, f; reaktansi kapasitif, f … Terminal daya

Lihat Resistansi kapasitif... Lihat Resistansi kapasitif...

Kamus Besar Ensiklopedis Politeknik Fis. nilai yang mencirikan resistansi yang diberikan pada arus listrik bolak-balik. kapasitas sirkuit (atau bagiannya). Y.s. arus sinusoidal Xc = 1/w C, di mana w adalah frekuensi sudut, C adalah kapasitansi. Diukur dalam ohm...

Ilmu pengetahuan alam. Kamus Ensiklopedis- - [Ya.N.Luginsky, M.S.Fezi Zhilinskaya, Yu.S.Kabirov. Kamus Teknik Elektro dan Teknik Tenaga Inggris-Rusia, Moskow, 1999] Topik teknik elektro, konsep dasar EN kapasitansi muatan ... Panduan Penerjemah Teknis

PERLAWANAN- (1) gaya aerodinamis (frontal) yang digunakan gas untuk bekerja pada benda yang bergerak di dalamnya. Ia selalu diarahkan ke arah yang berlawanan dengan kecepatan benda, dan merupakan salah satu komponen gaya aerodinamis; (2) S. hidrolik… … Ensiklopedia Politeknik Besar

reaktansi kapasitif- - Topik industri minyak dan gas reaktansi kapasitif EN ... Panduan Penerjemah Teknis

Listrik, besaran yang mencirikan hambatan yang diberikan pada arus bolak-balik dengan kapasitansi listrik (Lihat kapasitansi listrik) dan induktansi rangkaian (bagiannya); diukur dalam ohm (Lihat Omaha). Jika arus sinusoidal pada… … Ensiklopedia Besar Soviet

Kapasitansi mengacu pada sifat khusus resistensi terhadap arus bolak-balik yang diamati pada rangkaian dengan kapasitansi listrik. Pada saat yang sama kapasitansi Kapasitor tidak hanya bergantung pada elemen-elemen yang termasuk dalam rangkaian, tetapi juga pada parameter arus yang mengalir di dalamnya (lihat gambar di bawah).

png?x15027" alt="Ketergantungan kapasitansi pada frekuensi" width="600" height="592">!}

Ketergantungan kapasitansi pada frekuensi

Kami juga mencatat bahwa kapasitor termasuk dalam kategori elemen reaktif, yang kehilangan energinya dalam rangkaian AC tidak terjadi.

Rumus kapasitansi

Untuk menentukan kapasitansi pada rangkaian tertentu, Anda perlu mengidentifikasi parameter berikut:

• Frekuensi arus bolak-balik yang mengalir pada rangkaian;
• Nilai kapasitansi nominal kapasitor;
• Kehadiran elemen radio lain di sirkuit.

Setelah semua faktor di atas diperhitungkan, kapasitansi kapasitor dapat ditentukan dengan menggunakan rumus berikut:

Rumus ini menunjukkan ketergantungan resistansi yang berbanding terbalik pada nilai kapasitansi dan frekuensi tegangan suplai.

Karena sifat perubahannya, kapasitor dapat beroperasi pada rangkaian yang bergantung pada frekuensi berikut:

• Perangkat integral dan diferensial;
• Sirkuit resonansi dari berbagai kelas;
• Elemen filter khusus.

Mari kita tambahkan kemungkinan penggunaan kapasitor sebagai elemen redaman dalam rangkaian arus bolak-balik yang dimuat pada unit (daya) yang kuat.

Representasi vektor dari kapasitas

Untuk mendapatkan gambaran yang lebih jelas tentang apa itu kapasitansi, Anda dapat menggunakan representasi vektor dari proses yang terjadi pada kapasitor.

Jpg?.jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/05/2-vektornoe-predstavlenie-768x576..jpg 800w" size="(lebar maksimal: 600 piksel) 100vw, 600 piksel" >

Representasi vektor

Setelah mempelajari diagram, Anda dapat melihat bahwa arus dalam rangkaian kapasitor berubah fasa di depan tegangan sebesar 90 derajat. Dari sifat interaksi besaran listrik dasar disimpulkan bahwa kapasitor menolak perubahan tegangan yang melintasinya.

Bagaimana kapasitas lebih banyak, semakin lambat pengisian ulangnya tegangan penuh(dan semakin rendah kapasitansinya dari elemen ini). Kesimpulan ini sepenuhnya sesuai dengan rumus yang diberikan sebelumnya.

Informasi tambahan. Saat memeriksa induktansi yang dihubungkan ke rangkaian arus bolak-balik, pola sebaliknya ditemukan ketika arus, sebaliknya, tertinggal satu fasa dengan perubahan tegangan.

Perhatikan bahwa dalam kedua kasus, perbedaan yang diamati dalam parameter fase menunjukkan sifat reaktif dari resistansi elemen-elemen ini.

Kapasitansi

Satuan pengukuran

Kapasitor, sebagai pemilik kapasitas listrik, memiliki kinerja yang serupa aki mobil. Namun, berbeda dengan baterai, muatan kapasitif di dalamnya tidak bertahan lama, hal ini disebabkan oleh adanya kebocoran pada dielektrik dan pelepasan sebagian melalui lingkungan.

Dalam hal ini, kapasitas (seperti baterai) menentukan sifat penyimpanan kapasitor atau kemampuannya menahan energi di antara pelat.

Memperhatikan! Dalam sistem SI, indikator ini diukur dalam Farad, yang merupakan satuan ukuran yang sangat besar.

Dalam praktiknya, satuan pengukuran kapasitas yang lebih kecil paling sering digunakan, yaitu:

• Pikofarad, setara dengan 10-12 Farad (F);
• Nanofarad sama dengan 10-9F;
• Mikrofarad (µF), yaitu 10-6 Farad.

Semua satuan multiplisitas ini masing-masing dinotasikan sebagai “pF”, “nF” dan “mF”.

Contoh perhitungan kapasitansi

Terkadang kapasitor dipasang pada rangkaian penekan tegangan untuk mendapatkan nilai tegangan yang lebih rendah (bukan transformator step-down).

Tetapi jika Anda menangani konverter seperti itu dengan hati-hati, sangat mungkin untuk merakitnya sendiri. Saat menghitung kapasitas yang dibutuhkan, biasanya didasarkan pada pertimbangan berikut:

• Kapasitor yang dihubungkan secara seri dengan beban dicirikan oleh impedansi, analog dengan resistansi kapasitansi;
• Indikator ini sesuai dengan lengan terpisah pada pembagi tegangan, elemen kedua adalah resistansi beban;
• Rasio resistansi kedua lengan dipilih sedemikian rupa sehingga tegangan yang diperlukan tetap pada beban (12 Volt, misalnya), dan seluruh sisa 220 Volt dihamburkan pada kapasitor itu sendiri.

Informasi tambahan. Untuk meningkatkan karakteristik transien dari rangkaian pemisah, terkadang resistor lain, yang disebut resistor pelepasan, dihubungkan secara paralel dengan kapasitor.

png?x15027" alt="Sirkuit untuk menghitung kapasitansi" width="596" height="208">!}

Sirkuit untuk menghitung kapasitansi

Dalam kasus kami, data berikut dipilih:

• Uin=220 Volt;
• Uout=12 Volt;
• Iload = 0,1 Ampere (arus pada beban dipilih sesuai paspornya).

Berdasarkan pada mereka, Anda dapat menentukan nilai resistansi beban:

Rн=220/0.1=2200 Ohm atau 2,2 Kom.

Untuk menghitung nilai kapasitas di mana sisa 208 Volt harus “jatuh”, digunakan indikator berikut:

• Uс=208 Volt;
• Iс=0,1Amp;
• Jaringan F=50 Hz.

Setelah ini, Anda dapat menghitung resistansi ohmik kapasitor, yang cukup untuk menghasilkan 208 Volt:

Xc=Uс/Iс=208/0,1=2080.

Kapasitansi kapasitor diperoleh dari hubungan yang telah dibahas sebelumnya:

Berdasarkan ini, kita mendapatkan:

C = 1/Xc2 π Fjaringan = 1/2080x6, 28x50 = 0,0000015311 Farad atau 1,5 µF.

Resistance Rtime dipilih sekitar 10 Kom atau lebih.

Properti wadah

Pada koneksi paralel beberapa kapasitor, kapasitasnya dijumlahkan. Dalam hal ini, kapasitansi total (menurut rumus yang dibahas di atas) berkurang. Jika semua elemen kapasitor dihubungkan dalam rangkaian seri, kapasitansi totalnya dihitung sebagai nilai kebalikan dari setiap komponen.

Kapasitansi elemen yang dihubungkan seri dalam hal ini, sebaliknya, meningkat. Sebagai kesimpulan, kami mencatat bahwa sifat perubahan kapasitansi dan impedansi dijelaskan oleh sifat-sifat kapasitor, yang mampu mengakumulasi muatan pada pelatnya.

Video

Reaktansi – hambatan listrik arus bolak-balik akibat perpindahan energi medan magnet dalam induktansi atau medan listrik dalam kapasitor.

Unsur yang mempunyai reaktansi disebut reaktif.

Reaktansi induktor.

Ketika arus AC mengalir SAYA dalam kumparan, medan magnet menciptakan ggl pada putarannya, yang mencegah perubahan arus.
Ketika arus meningkat, EMF menjadi negatif dan mencegah peningkatan arus; ketika arus berkurang, EMF menjadi positif dan mencegah penurunannya, sehingga menahan perubahan arus sepanjang periode.

Sebagai hasil dari kontra-aksi yang tercipta, tegangan terbentuk di terminal induktor dalam antifase kamu, menekan EMF, amplitudonya sama dan tandanya berlawanan.

Ketika arus melewati nol, amplitudo ggl mencapai nilai maksimum, yang membentuk perbedaan waktu arus dan tegangan sebesar 1/4 periode.

Jika Anda menerapkan tegangan ke terminal induktor kamu, arus tidak dapat dimulai secara instan karena ggl lawan sama dengan -kamu, oleh karena itu, arus dalam induktansi akan selalu tertinggal dari tegangan dengan sudut 90°. Pergeseran pada arus tertinggal disebut positif.

Mari kita tuliskan ekspresi nilai tegangan sesaat kamu berdasarkan EMF ( ε ), yang sebanding dengan induktansi L dan laju perubahan arus: kamu = -ε = L(di/dt).
Dari sini kami menyatakan arus sinusoidal.

Integral suatu fungsi dosa(t) akan -biaya), atau fungsi yang setara dosa(t-π/2).
Diferensial dt fungsi dosa(ωt) akan meninggalkan tanda integral dengan faktor 1 /ω .
Hasilnya, kita memperoleh ekspresi nilai arus sesaat dengan pergeseran dari fungsi tegangan sebesar sudut π/2(90°).
Untuk nilai RMS kamu Dan SAYA dalam hal ini kita bisa menulis .

Akibatnya, kita mempunyai ketergantungan arus sinusoidal pada tegangan menurut Hukum Ohm, di mana pada penyebutnya, bukan pada R ekspresi ωL, yang merupakan reaktansi:

Reaktansi induktansi disebut induktif.

Reaktansi kapasitor.

Arus listrik dalam kapasitor adalah bagian atau serangkaian proses pengisian dan pengosongan - akumulasi dan pelepasan energi oleh medan listrik di antara pelat-pelatnya.

Pada rangkaian AC, kapasitor akan terisi hingga nilai maksimum tertentu hingga arus berbalik arah. Oleh karena itu, pada saat-saat tertentu nilai amplitudo tegangan melintasi kapasitor, arus di dalamnya akan menjadi nol. Jadi, tegangan melintasi kapasitor dan arus akan selalu mempunyai perbedaan waktu seperempat periode.

Akibatnya, arus dalam rangkaian akan dibatasi oleh penurunan tegangan pada kapasitor, sehingga menimbulkan reaktansi arus bolak-balik yang berbanding terbalik dengan laju perubahan arus (frekuensi) dan kapasitansi kapasitor.

Jika Anda menerapkan tegangan ke kapasitor kamu, arus akan langsung dimulai dari nilai maksimum, lalu turun ke nol. Pada saat ini tegangan pada terminalnya akan meningkat dari nol ke maksimum. Akibatnya, tegangan pada pelat kapasitor tertinggal dari arus dalam fasa dengan sudut 90°. Pergeseran fase ini disebut negatif.

Arus dalam kapasitor merupakan fungsi turunan dari muatannya saya = dQ/dt = C(du/dt).
Turunan dari dosa(t) akan biaya) atau fungsi yang setara dosa(t+π/2).
Lalu untuk tegangan sinusoidal u = U amp sin(ωt) Mari kita tuliskan ekspresi untuk nilai arus sesaat sebagai berikut:

i = U amp ωCsin(ωt+π/2).

Dari sini kami menyatakan rasio nilai akar rata-rata kuadrat .

Hukum Ohm menyatakan bahwa 1 /ωC tidak lebih dari reaktansi untuk arus sinusoidal:

Reaktansi suatu kapasitor dalam literatur teknis sering disebut kapasitif. Ini dapat digunakan, misalnya, dalam mengatur pembagi kapasitif dalam rangkaian arus bolak-balik.

Kalkulator reaktansi online

Anda harus memasukkan nilainya dan mengklik di tabel.
Saat mengganti pengganda, hasilnya dihitung ulang secara otomatis.

Pengalaman menunjukkan bahwa jika Anda menghubungkan kapasitor secara seri dengan bola lampu dan menghubungkannya ke generator tegangan searah, maka lampunya tidak menyala. Hal ini dapat dimengerti, karena pelat kapasitor dipisahkan oleh dielektrik, dan rangkaiannya terbuka. Ketika kapasitor dihubungkan ke sumber DC, terjadi pulsa arus jangka pendek, yang akan mengisi kapasitor ke tegangan sumber, dan kemudian arus akan berhenti. Namun jika rangkaian ini dihubungkan dengan sumber tegangan AC, lalu lampunya menyala. Arus bolak-balik melambangkan arus paksa getaran elektromagnetik, terjadi di bawah pengaruh variabel medan elektromagnetik generator Ketika kapasitor dihubungkan ke rangkaian arus bolak-balik, proses pengisiannya berlangsung selama seperempat periode. Setelah mencapai nilai amplitudo, tegangan antara pelat kapasitor berkurang, dan kapasitor dilepaskan dalam seperempat periode. Pada kuartal periode berikutnya, kapasitor diisi kembali, tetapi tanda muatan pada pelatnya berubah menjadi sebaliknya, dan seterusnya. Melalui dielektrik yang memisahkan pelat kapasitor, seperti pada rangkaian DC, muatan listrik jangan lulus. Namun melalui kabel yang menghubungkan pelat kapasitor ke sumber tegangan, arus bolak-balik mengalir untuk melepaskan dan mengisi kapasitor. Oleh karena itu, bola lampu yang dihubungkan seri dengan kapasitor akan menyala terus menerus. Jika sekarang Anda melepaskan kapasitor, bola lampu akan menyala lebih terang. Oleh karena itu, kapasitor memberikan hambatan terhadap arus bolak-balik, yang disebut kapasitansi.

Mari kita perhatikan sebuah rangkaian (Gbr. 1) yang terdiri dari kapasitor dan kabel timah, yang resistansinya dapat diabaikan, dan generator tegangan bolak-balik.

Misalkan tegangan pada kapasitor berubah sesuai hukum \(~U = U_0\sin wt.\) Seperti diketahui, muatan pada pelat-pelat kapasitor dapat ditentukan dengan rumus \(~q = CU = CU_0\ sin wt.\) Kekuatan arus \(~I = q".\) Oleh karena itu,

\(~I = -wCU_0\cos wt = wCU_0\sin(wt+\frac (\pi)2).\)

Oleh karena itu \(~I=I_0\sin (wt +\frac (\pi)2),\)

dimana \(~I_0=wCU_o\) adalah nilai amplitudo arus:

\(~I_0=\frac (U_0)(\frac 1(wC)); I_0 =\frac (U_0)(X_C),\)

dimana \(~X_C = \frac 1(wC).\)

Menyatakan nilai amplitudo dalam bentuk efektif \(~I_0 = \sqrt2 I \) dan \(~U_0 = \sqrt2 U,\) kita memperoleh \(~I= \frac U(X_C), \) yaitu nilai efektif Kuat arus berhubungan dengan nilai efektif tegangan pada kapasitor sama seperti kuat arus dan tegangan pada bagian rangkaian DC berhubungan menurut hukum Ohm. Hal ini memungkinkan kita untuk mempertimbangkan nilainya X c sebagai resistansi kapasitor terhadap arus bolak-balik:

\(~X_C = \frac 1(wC)\) - kapasitansi.

Satuan SI untuk kapasitansi adalah ohm (Ω).

Seperti dapat dilihat dari rumus yang diperoleh di atas, jika hanya reaktansi kapasitif yang disertakan dalam rangkaian, fluktuasi arus pada rangkaian ini mendahului fluktuasi fasa tegangan pada kapasitor sebesar \(~\frac (\pi)2,\) yang mana ditunjukkan pada grafik dan diagram vektor (Gbr. 2).

Kekuatan seketika

\(~P=IU = I_0\sin (wt +\frac (\pi)2)U_0\sin wt = I_0U_0\sin wt \cos wt =\frac (I_0U_0)2 \sin 2wt,\)

itu. daya berubah secara periodik dengan frekuensi ganda, dan nilai rata-rata daya - untuk periode \(\mathcal h P \mathcal i =0.\) karena \(~\mathcal h \sin 2wt \mathcal i = 0.\) Kuartal pertama dan ketiga periode pengisian kapasitor menerima energi dari generator, dan periode kuartal kedua dan keempat saat kapasitor kosong memberikan energi ke generator.

Jadi, seperti halnya resistansi aktif, reaktansi kapasitif membatasi arus dalam suatu rangkaian, tetapi tidak seperti resistansi aktif, reaktansi kapasitif energi listrik tidak berubah secara ireversibel menjadi jenis energi lain.

Literatur

Aksenovich L. A. Fisika di sekolah menengah: Teori. Tugas. Tes: Buku Ajar. tunjangan bagi lembaga penyelenggara pendidikan umum. lingkungan hidup, pendidikan / L. A. Aksenovich, N. N. Rakina, K. S. Farino; Ed. K.S.Farino. - Mn.: Adukatsiya i vyhavanne, 2004. - P. 402-404.

Kapasitansi adalah resistansi terhadap arus bolak-balik yang disediakan oleh kapasitansi listrik. Arus dalam rangkaian dengan kapasitor mendahului tegangan dalam fasa sebesar 90 derajat. Kapasitansi bersifat reaktif, yaitu tidak ada kehilangan energi di dalamnya, seperti misalnya pada resistensi aktif. Kapasitansi berbanding terbalik dengan frekuensi arus bolak-balik.

Mari kita melakukan percobaan, untuk ini kita memerlukannya. Kapasitor adalah lampu pijar dan dua sumber tegangan, satu DC dan satu lagi AC. Pertama, mari kita buat rangkaian yang terdiri dari sumber tegangan konstan, lampu dan kapasitor, semuanya dihubungkan secara seri.

Gambar 1 - kapasitor dalam rangkaian DC

Saat arus dihidupkan, lampu akan berkedip waktu singkat, lalu padam. Karena untuk arus searah kapasitor mempunyai hambatan listrik yang tinggi. Hal ini dapat dimaklumi karena di antara pelat-pelat kapasitor terdapat bahan dielektrik yang melaluinya D.C. tidak bisa lewat. Dan lampu akan berkedip karena pada saat sumber tegangan konstan dihidupkan, terjadi pulsa arus jangka pendek yang mengisi kapasitor. Dan saat arus mengalir, lampu menyala.

Nah pada rangkaian ini kita akan mengganti sumber tegangan DC dengan generator AC. Ketika rangkaian seperti itu dihidupkan, kita akan menemukan bahwa lampu akan menyala terus menerus. Hal ini terjadi karena kapasitor pada rangkaian arus bolak-balik terisi daya dalam seperempat periode. Ketika tegangan yang melintasinya mencapai nilai amplitudo, tegangan yang melintasinya mulai berkurang, dan tegangan tersebut akan habis pada seperempat periode berikutnya. Pada paruh periode berikutnya proses akan berulang lagi, namun kali ini tegangannya akan menjadi negatif.

Dengan demikian, arus mengalir terus menerus dalam rangkaian, meskipun arahnya berubah dua kali dalam satu periode. Namun muatan tidak melewati dielektrik kapasitor. Bagaimana ini bisa terjadi?

Bayangkan sebuah kapasitor dihubungkan ke sumber tegangan konstan. Saat dihidupkan, sumber menghilangkan elektron dari satu pelat, sehingga menimbulkan muatan positif di atasnya. Dan pada pelat kedua ia menambahkan elektron, sehingga menciptakan muatan negatif yang besarnya sama tetapi berlawanan tanda. Pada saat redistribusi muatan dalam rangkaian, arus pengisian kapasitor mengalir. Meskipun elektron tidak bergerak melalui dielektrik kapasitor.

Gambar 2 - muatan kapasitor

Jika sekarang Anda melepaskan kapasitor dari rangkaian, lampu akan bersinar lebih terang. Hal ini menunjukkan bahwa kapasitansi menciptakan hambatan, membatasi aliran arus. Hal ini terjadi karena pada frekuensi arus tertentu nilai kapasitansinya kecil dan tidak mempunyai waktu untuk mengumpulkan energi yang cukup dalam bentuk muatan pada pelatnya. Dan selama pelepasan, arus yang mengalir akan lebih kecil dari yang mampu dihasilkan oleh sumber arus.