Оутлине:
Како израчунати величину кондензатора
- Традиционална метода
- Метода множитеља табеле
- Једначина почетне енергије Метод
- Једначина капацитивности Метода
Како израчунати величину кондензатора
Одређивање оцена компоненти је важно приликом пројектовања кола јер да би се добио жељени излаз кола неопходно је имати компоненте са одговарајућим оценама. Слично томе, да бисмо користили кондензатор у колу, обично налазимо кондензатор одговарајућег капацитета који се другим речима односи на величину кондензатора. Дакле, постоје различити начини за мерење величине кондензатора, а ти начини су:
- Користећи традиционалну методу
- Коришћење методе множитеља табеле
- Коришћењем једначине почетне енергије
- Коришћење једначине капацитивности
Метод 1: Коришћење традиционалне методе
Обично величина кондензатора углавном зависи од вредности потребне капацитивности у колу. Ова традиционална метода се првенствено користи када је потребно побољшање фактора снаге, а вредност је потребна на КВАР-у. У овој методи, тангенс разлике оба угла фактора снаге се израчунава и затим множи са називном снагом уређаја.
Дакле, да бисмо илустровали ову методу, размотрите трофазни мотор који има називну снагу од 5 КВ, почетни фактор снаге од 0,75 заостаје, а потребан је фактор снаге 0,9. Дакле, морамо пронаћи вредност капацитивности или величину кондензатора у КВАР-у који може повећати фактор снаге на 0,9. Ево једначине за фактор снаге:
Сада када знамо почетни и потребни фактор снаге, можемо израчунати углове за оба фактора користећи горњу једначину:
Сада је угао за почетни фактор снаге 41,1 степени, док је тражени угао 25,8 степени, тако да следеће ставите вредности у доњу једначину:
Ово је укупна капацитивност потребна за побољшање фактора снаге трофазног мотора, па да бисте израчунали потребан капацитет по фази поделите ову вредност са три:
Обично имамо капацитет у фарадима па да га претворимо у фараде можемо користити следећу једначину, али за то треба знати фреквенцију и напон:
Дакле, сада, ако је фреквенција 50 Хз, а напон 400 волти, онда ће потребни капацитет бити:
Дакле, сада смо израчунали величину кондензатора и према датим параметрима потребан је кондензатор од 13 микрофарада за побољшање фактора снаге.
Даље, да бисте претворили капацитет у фараде из КВАР-а, користите формулу капацитивне реактансе након што пронађете струју и капацитивну реактанцију користећи Охмсов закон. Дакле, да бих то илустровао, користим исти претходни пример, тако да сада прво израчунајте струју:
Сада користите Охмов закон да израчунате капацитивну реактанцију:
Сада користите капацитивну реактанцију да бисте пронашли капацитивност кондензатора:
Сада, као што можете видети из обе методе, вредност капацитивности је иста, тако да можете користити било који од метода за претварање капацитивности у КВАР у фараде.
Пример: Израчунавање капацитета капацитивности у КВАР и микрофарадима
Једнофазни мотор који има напајање од 500 Волти на фреквенцији од 60 Хз има фактор снаге од 0,85 са заостатком са струјом од 50 А. Фактор снаге је потребно побољшати на 0,94 водећи паралелним повезивањем кондензатора са њим. . Пронађите величину кондензатора тако што ћете израчунати потребну капацитивност.
Прво, израчунајте углове за оба фактора снаге користећи једначину фактора снаге:
Сада да бисмо израчунали потребну капацитивност потребна нам је називна снага мотора која се може израчунати помоћу формуле снаге:
Сада израчунајте капацитивност у КВАР-у узимајући тангенту разлике анђела и помноживши резултат са снагом мотора:
Обично имамо капацитет у фарадима па да га претворимо у фараде можемо користити следећу једначину, али за то треба знати фреквенцију и напон:
Дакле, сада смо израчунали величину кондензатора и према датим параметрима потребан је кондензатор од 52 микрофарада за побољшање фактора снаге.
Метод 2: Коришћење методе множитеља табеле
Табеларни множилац је скуп различитих вредности названих као фактор множења помоћу којих се може постићи потребни фактор снаге. Да би се пронашао потребан капацитет кондензатора, ова табела се користи за одабир фактора множења у односу на почетни и циљни фактор снаге. Дакле, да бисте израчунали капацитет кондензатора на КВАР-у, једноставно помножите снагу и фактор множења:
Дакле, ево табеле која показује факторе множитеља за различите факторе снаге:
Штавише, ако треба да пронађете фактор множитеља, можете користити горњу формулу као:
Пример: Израчунајте величину капацитета кондензатора у КВАР и Фарад
Замислите оптерећење које црпи снагу од 1КВ из извора напајања наизменичном струјом који има напон од 208 волти на фреквенцији од 50 Хз. Тренутно, фактор снаге заостаје за 70 процената и да би се побољшао на 91 проценат предности, потребно је да се кондензатор повеже паралелно. Пронађите величину кондензатора у микрофарадима.
Почетни фактор снаге је 0,7, а тражени фактор је 0,91 тако да користећи горњу табелу можемо видети да је фактор множења за 0,97 0,741 па сада постављамо вредности:
Сада само претворите ВАР у фараде користећи доњу једначину:
Дакле, сада смо израчунали величину кондензатора и према датим параметрима потребан је кондензатор од 0,053 фарада за побољшање фактора снаге.
Метод 3: Коришћење почетне енергетске једначине
Енергија покретања кондензатора је енергија која је ускладиштена у њему док се пуни од 0 до пуног. Ова метода је изводљива када већ имате почетну енергију и потенцијалну разлику између плоче кондензатора. Обично ови параметри нису дати, али ако сте израчунали ове параметре онда користите доњу једначину:
Дакле, да бисмо пронашли капацитет кондензатора на основу почетне енергије и потенцијалне разлике, горња једначина се може написати као:
Пример: Израчунајте величину капацита р
Узмите у обзир једнофазни мотор који захтева енергију покретања од 17 Ј и напон који обезбеђује напајање наизменичном струјом је 120 Волти, а затим пронађите величину кондензатора да бисте компензовали енергију покретања која је потребна за мотор.
Сада да бисте пронашли капацитет потребан за неопходну енергију покретања, ставите вредности у једначину ударца:
Дакле, сада смо израчунали величину кондензатора и према датим параметрима потребан је кондензатор од 0,053 фарада да обезбеди потребну енергију за покретање.
Метод 4: Коришћење једначине капацитивности
Кондензатор има две металне плоче које су одвојене било којим изолационим материјалом који се обично назива диелектрик. Ове плоче су одређене величине и диелектрик има своје вредности пермитивности, оба ова параметра у великој мери утичу на капацитет кондензатора.
Дакле, други начин да се израчуна величина кондензатора је коришћење његових параметара који се односе на димензије и диелектричне особине. Ево формуле за израчунавање капацитивности кондензатора ако су познати димензионални параметри и параметри изолатора:
Овде је А површина за плоче, а д је растојање између плоча кондензатора, штавише, ϵ О је пермитивност слободног простора и ϵ р релативна пермитивност диелектричног материјала.
Пример 1: Проналажење капацитивности кондензатора
Замислите кондензатор са металним плочама површине 500 цм 2 а растојање између плоча је 0,1 мм што је дебљина диелектричног материјала. Израчунајте капацитивност ако је диелектрик ваздух и ако је диелектрик папир са релативном пропусношћу 4.
Прво, проналажење капацитивности када је диелектрик ваздух:
Сада ако је диелектрик папир са релативном пермитивношћу од 4, онда ће капацитивност бити:
Пример 2: Израчунавање површине плоча кондензатора
Колика би била површина плоча кондензатора ако је потребан капацитет од 1 микрофарад, а растојање између плоча 0,1 мм? Размотрите ваздух као диелектрик као оксидни филм који има релативну пермитивност од 10.
Пошто знамо формулу капацитивности, можемо је користити да пронађемо површину плоча која ће заиста утицати на величину кондензатора.
Дакле, сада смо израчунали величину плоча кондензатора и према датим параметрима, површина плоче од 1,13 м 2 фарад је потребан за кондензатор који има капацитет од 1 микрофарад.
Закључак
Свако електрично коло захтева прави сет компоненти са оптималним спецификацијама да би се обезбедили жељени резултати. Дакле, да бисте пронашли потребне оцене било које компоненте, постоје одређени параметри као што су напон, струја, снага, капацитивност, отпор и још много тога.
У случају избора кондензатора са потребним капацитетом, капацитивност се може израчунати на четири начина, што на крају доводи до одређивања величине кондензатора. Величина кондензатора се може израчунати коришћењем традиционалне методе проналажења капацитивности у КВАР-у, кроз табеларни множилац, кроз једначину капацитивности и кроз једначину енергије при покретању.