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Transcript
CAPÍTULO
12
CAPACITANCE Y CONDENSADORES
LOS OBJETIVOS
Después de estudiar Capítulo 12, el lector debería poder:
1. Prepárese para área de contenido de prueba de certificación de Sistemas ASE Electrical /
Electronic (A6) “ A ” (los Sistemas / Electrónicos Eléctricos Generales).
2. Explique capacitance.
3. Describa cómo un condensador puede usarse para filtrar ruido eléctrico.
4. Describa cómo puede almacenar un condensador un cargo eléctrico.
5. Explique cómo puede ser usado un circuito del condensador como un circuito del
cronometrador.
TECLEE TÉRMINOS
Capacitance (p. 173)
El condensador (p. 174)
Dieléctrico (p. 173)
Los faradios (p. 174)
Leyden SACUDA (p. 173)
CAPACITANCE
Capacitance es la habilidad de un objeto o una superficie para almacenar un cargo eléctrico. Alrededor
de 1745, Ewald Christian Von Kliest y furgoneta Pieter Musschenbroek independientemente
descubrieron capacitance en un circuito eléctrico. Estando ocupados en los estudios de la separata de
electrostática, descubrieron que una carga eléctrica podría guardarse para un período de tiempo. Estaban
usando un dispositivo, ora llamaron una jarra Leyden, tan consistido de un vaso que la jarra llenó de
riega, con una uña perforando el tapón y zambulléndose en el agua. Vea 12-1 de la Figura.
Los dos científicos conectaron la uña para un cargo electrostático. Después de desconectar la uña de la
fuente del cargo, sintieron una sacudida tocando la uña, demostrando que el dispositivo había almacenado
el cargo.
En 1747, John Bevis le aplicó delineador a ambos el interior y fuera de la jarra con hoja fina metálica. Un
condensador así de creado con dos conductores (el interior y fuera de laminilla metálica acoda)
igualmente se separó por el vaso aislante. La jarra Leyden fue también usada por Benjamin Franklin
almacenar el cargo de relámpago así como también en otros experimentos. El fenómeno natural de
relámpago incluye a capacitance, porque los campos eléctricos enormes se desarrollan entre capas de
nubes o entre nubes y la tierra antes de un ataque relámpago.
LA CONSTRUCCIÓN DEL CONDENSADOR Y LA OPERACIÓN
Un condensador consta de dos platos conductivos con un material aislante entre ellos. El material aislante
es comúnmente designado uno dieléctrico. Esta sustancia es una conductora pobre de electricidad y
puede incluir aire, mica, cerámico, el vaso, el periódico, el plástico, o cualquier material poco conductivo
y similar. La constante dieléctrica es la fuerza relativa de un material en contra del flujo de corriente
eléctrica. Mientras más alto el número es, mejor las propiedades aislantes.
Cuando un condensador está colocado en un circuito cerrado, la fuente de voltaje (la batería) le fuerza
electrones alrededor del circuito. Porque los electrones no pueden fluir a través de lo dieléctrico del
condensador, la colecta excedente de electrones en lo que se convierte en el plato negativamente cargado
a la cuenta. Al mismo tiempo, el otro plato pierde electrones y, por consiguiente, se vuelve positivamente
cargado a la cuenta. Vea 12-2 de la Figura.
La corriente continúa hasta el cargo de voltaje a través de los platos del condensador se convierte en así
como el voltaje de la fuente. En aquel entonces, el plato negativo del condensador y la terminal negativa
de la batería están en el mismo potencial negativo. Vea 12-3 de la Figura.
El plato positivo del condensador y la terminal positiva de la batería están también en potenciales
positivos iguales. Hay luego un cargo de voltaje a través de las terminales de la batería y un cargo igual
de voltaje a través del condensador chapa. El circuito está en balance, y no hay corriente. Un campo
electrostático ahora existe entre los platos del condensador por sus cargos de opuesto. Es este campo que
almacena energía. Vea 12-4 de la Figura.
Si el circuito es abierto, el condensador mantendrá su cargo hasta que esté conectado en un circuito
externo a través del cual puede descargarse. Cuando el condensador cargado a la cuenta está relacionado
a un circuito externo, se descarga. Después de descargarse, ambos platos del condensador son neutrales
porque todo lo que la energía de un el circuito almacenó en un condensador es devuelto cuando es
exonerada. Vea 12-5 de la Figura.
Teóricamente, un condensador mantiene su cargo indefinidamente. Realmente, el cargo lentamente se
filtra fuera del condensador a través de lo dieléctrico. Mientras mejor lo dieléctrico, más largo el
condensador mantiene su cargo. Para evitar un golpe de corriente, cualquier condensador debería ser
tratado como si fuera cargado a la cuenta hasta que se pruebe que es muerto. Vea 12-6 de la Figura para
el símbolo para condensadores tan usados en schematics eléctricos.
NOTA: Los condensadores son también llamado condensadores. Este término desarrollado porque
cargos eléctricos colecciona, o se condensa, en los platos de un mucho del condensador les gustan
las colectas del vapor de agua y condensen en un vaso o botella fría.
LOS FACTORES DE CAPACITANCE
Capacitance es gobernado por tres factores.
El área de la superficie de los platos
La distancia entre los platos
El material dieléctrico
Mientras mayor el área de la superficie de los platos es, mayor el capacitance, porque más electrones
coleccionan en un mayor área del plato que en uno pequeño. Mientras más cercano los platos deben cada
quien el mayor el capacitance, porque un campo electrostático más firme existe en medio cuerpos
humanos cargados a la cuenta que están uno al lado del otro. Las calidades aislantes del material
dieléctrico también afectan capacitance. El capacitance de un condensador está más alto si lo dieléctrico
es un aislador muy bueno.
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La Medida de Capacitance
Capacitance es comedido en faradios, lo cual lleva el nombre de Michael Faraday (1791–1867). El
símbolo para los faradios es F. Si un cargo de 1 culombio está puesto en los platos de un condensador y la
diferencia potencial entre ellos es 1 voltio, el capacitance está entonces definido para ser 1 faradio. Un
culombio es igual al cargo de 6.25 y por; 1018 electrones. Un faradio es una cantidad sumamente grande
de capacitance. Microfarads (0.000001 el faradio) o µ F está más comúnmente usado.
El capacitance de un condensador es proporcional para la cantidad de cargo que puede guardarse en eso
para cada diferencia de voltio en el potencial entre sus platos.
C=Q/V
Donde la C es capacitance en faradios, Q es la cantidad de cargo eléctrico almacenado en culombios, y V
es la diferencia en el potencial en voltios.
Por consiguiente, la carga eléctrica almacenada puede estar calculada usando la fórmula:
Q=CV
La diferencia en el potencial o el voltaje del condensador puede calcularse usar la fórmula:
V=Q/C
El Condensador Acostumbra
Los condensadores sirven para los siguientes propósitos.
La Supresión de la Alcayata
Un condensador puede ser usado adentro paralelamente para una bobina para hacer más pequeña la
alcayata resultante de voltaje que ocurre cuando el circuito es abierto. La energía almacenada para el
campo del imán de la bobina es rápidamente lanzada al mercado cuando el circuito es abierto. El
condensador actúa para amortiguar el alto voltaje producido y detenerlo de interferir con otros
dispositivos electrónicos.
Divulgue Filtrar
La interferencia en una sistema cuerdo o radio está usualmente supuesta a alternar voltaje actual (la
corriente alterna) creado en alguna parte del vehículo, como adentro el alternador (el generador de
corriente alterna). Un condensador hace lo siguiente:
Bloquea el flujo de CD (la CD)
Le da pasada a la corriente alterna (la corriente alterna)
Conectando un condensador (también conocido como un condensador) para la pista de poder de la radio
o sondee amplificador de sistema, la corriente alterna que el voltaje hace pasar por el condensador al
suelo donde el otro extremo del condensador está conectado. Por consiguiente, el condensador provee un
camino para la corriente alterna sin afectar el circuito de poder de CD. Vea 12-7 de la Figura.
Porque un condensador almacena un voltaje cargo, se opone o desacelera cualquier cambio de voltaje en
un circuito. Por consiguiente, los condensadores son a menudo utilizados como voltaje “ los
amortiguadores.” Usted algunas veces encuentra que un condensador pegó para una terminal de una
bobina de ignición. En esta aplicación, el condensador amortigua y amortigua cambios en el voltaje de
ignición que interfieren con recepción de la radio.
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La Fuente Suplementaria de Poder
Un condensador puede usarse para suministrar poder eléctrico pues los despliegues violentos de
cortocircuito en un sistema audio a ayudar a conducir a los oradores. Woofers y subwoofers requieren
una buena cantidad de corriente eléctrica que a menudo se entregó por el amplificador mismo.
Los Circuitos del Cronometrador
Los condensadores son usados en circuitos electrónicos como parte de un cronometrador utilizado para
controlar desempañadores de la ventana, interior iluminando, limpiaparabrisas de pulso, y focos
delanteros automáticos. Los condensadores son almacenados y entonces permitidos para descargar a
través de una carga de resistencia. Mientras mayor la aptitud del condensador y más alto la resistencia
cargan, lo más largo el tiempo toma para el condensador descargarse.
La Memoria de la Computadora
En la mayoría de los casos, la memoria principal de una computadora es una memoria de acceso al azar
de alta velocidad (la RAM). Un tipo de memoria principal, designada memoria de acceso al azar
dinámica (la COPITA), está lo más que comúnmente usó tipo de RAM. Un chip solo de memoria está
hecho de varias celdas de memoria de millón. En un chip de la COPITA, cada celda de memoria consta
de un condensador. Cuando un condensador es eléctricamente cargado a la cuenta, se dice que almacena
el dígito binario 1, y cuando es descargado, representa 0.
Los Micrófonos del Condensador
Un micrófono convierte ondas acústicas en una señal eléctrica. Todos los micrófonos tienen un diafragma
que vibra como el sonido agite huelga. El diafragma vibrante a su vez causa que un componente eléctrico
cree un flujo de salida de corriente en una frecuencia proporcional para las ondas acústicas. Un micrófono
del condensador usa un condensador con este propósito.
En un condensador, el micrófono el diafragma es el plato negativamente cargado a la cuenta de un
condensador cargado a la cuenta. Cuando una onda acústica comprime el diafragma, el diafragma es
movido más cercano para el plato positivo. Disminuir la distancia entre los platos aumenta la atracción
electrostática entre ellos, lo cual da como resultado un flujo de corriente para el plato negativo. Como el
diafragma se mueve fuera en respuesta a ondas acústicas, también se mueve más allá del plato positivo.
Aumentar la distancia entre los platos disminuye la atracción electrostática entre ellos. Esto da como
resultado un flujo de corriente de regreso al plato positivo. Estos flujos alternantes de corriente proveen
señales electrónicas débiles que viajan para un amplificador y luego para un altavoz.
Los Condensadores de Adentro los Circuitos Paralelos
Capacitance puede ser aumentado en un circuito conectando condensadores adentro paralelamente, como
se muestra en 12-8 de la Figura.
Se sabe que el capacitance de un condensador puede ser aumentado aumentando el tamaño de sus platos.
Conectando dos o más condensadores adentro paralelamente en el efecto que los incrementos chapan
tamaño. El área creciente del plato posibilita almacenar más cargo y por consiguiente crea mayor
capacitance. Para determinar capacitance total de varios condensadores paralelos, simplemente sume
arriba de sus valores del individuo. Lo siguiente es la fórmula para calcular capacitance total en un
circuito conteniendo condensadores adentro paralelo.
Connecticut = C1 + C2 + C3 ...
Los Condensadores en Circuitos de Serie
Capacitance puede estar disminuido en un circuito por condensadores en la serie, como se muestra en 129 de la Figura.
Se sabe que el capacitance de un condensador puede ser menguado colocando los platos más allá aparte.
Conectar dos o más condensadores en la serie en el efecto aumentan la distancia entre los platos y el
espesor de lo dieléctrico, por consiguiente disminuyendo la cantidad de capacitance.
El grupo de seguidores es la fórmula para calcular capacitance total en un circuito conteniendo dos
condensadores en la serie.
NOTA: Los condensadores se usan a menudo para reducir interferencia de la radio o mejorar la
función de un sistema del sonido de poder alto. Capacitance adicional, por consiguiente, puede
agregarse pegando otro condensador de adentro paralelo.
Los Condensadores de Supresión
Los condensadores son instalados a través de muchos circuitos y los puntos conmutativos para
amortiguar fluctuaciones de voltaje. Entre otras aplicaciones, son usados a través de lo siguiente:
El circuito primario de algunos módulos electrónicos de ignición
La terminal de salida de la mayoría de generadores (los alternadores)
El circuito del inducido de motores eléctricos
Las bobinas del obturador de la radio reducen fluctuaciones actuales resultando de autoinducción. Están a
menudo combinadas con condensadores para actuar como los circuitos del filtro EMI para
limpiaparabrisas y el combustible eléctrico bombean motores. Los filtros también pueden ser
incorporados alambrando conectores.
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CAPACITANCE Y CONDENSADORES
Capacitance y Condensadores HACEN CÁLCULOS que la jarra de la A DEL 12-1 Leyden puede usarse
para almacenar un cargo eléctrico.
RESUELVA 12-2 Este condensador simple, hecho de dos platos puestos apartes por un material aislante,
es designado uno dieléctrico.
El material
La Constante Dieléctrica
El vacío
1.0
El aire
1.00059
El poliestireno
2.5
El periódico
3.5
La mica
5.4
El cristal de roca
9.9
El alcohol metílico
35
La glicerina
56.2
El agua puro
81
CREO QUE EL 12-3 Como el condensador va a la carga, la batería hace electrones pasar a la fuerza a
través del circuito.
EL 12-5 DE LA FIGURA El condensador es cargado a la cuenta directo circuito (la parte superior) y se
da de baja a través de otro (el fondo).
RESUELVA 12-4 Cuando el condensador es cargado a la cuenta, hay voltaje igual a través del
condensador y la batería. Un campo electrostático existe entre los platos del condensador. Ninguna
corriente fluye en el circuito.
CREO que los símbolos del Condensador DEL 12-6 sean mostrados en diagramas eléctricos. El plato
negativo es a menudo mostrado curvado.
Capacitance y Condensadores HACEN CÁLCULOS que el condensador de la A DEL 12-7 bloquea CD
(la CD) pero pasa corriente alterna (la corriente alterna). Un condensador hace a un ruido muy bueno
supresor porque más de la interferencia son corriente alterna y el condensador transmitirá esta corriente
alterna para poner en tierra antes de que puede alcanzar la radio o el amplificador.
CREO que los Condensadores DEL 12-9 en la serie mengüen el capacitance.
Connecticut e iguales; C1 y por; C2
C1 1 C2
CREO que los Condensadores DEL 12-8 de adentro igualen eficazmente incremento el capacitance.
Resumen
Capacitance y
de Condensadores
1. Los condensadores (los condensadores) son usados en numerosas aplicaciones automotoras.
2. Los condensadores pueden bloquear CD y paso alternando corriente.
3. Los condensadores se usan para controlar interferencia de radiofrecuencia y son instalados en
circuitos electrónicos diversos para controlar ruido no deseado.
4. Los condensadores conectados en la serie hacen más pequeño el capacitance considerando si son
conectado en el incremento paralelo el capacitance.
Revise Preguntas
1.
2.
3.
4.
¿Cómo almacena un condensador un cargo eléctrico?
¿Cómo dos condensadores deberían estar eléctricamente conectados si el mayor capacitance es necesario?
¿Cómo puede ser utilizado un condensador como una fuente de poder?
¿Cómo puede ser utilizado un condensador como un filtro de ruido?
El Examen de Capítulo
1. Un condensador.
a. Almacena electrones
b. Pasa corriente alterna
c. Bloquea CD
d. Hace todo de lo antedicho
2.
Para aumentar la aptitud, los condensadores deberían estar conectados adentro.
a. La serie
b. El paralelo
c. Con reostatos conectados entre las pistas
d. Paralelo en la serie
3.
Los condensadores son comúnmente usados como uno.
a. El suministro de voltaje
b. El cronometrador
c. El filtro de ruido
d. Todo el anteriormente citado
4.
Un condensador cargado a la cuenta actúa como uno.
a. Cambie de decisión
b. La batería
c. El reostato
d. La bobina
5.
La unidad de medida para el evaluar condensadores es designada lo.
a. El ohm
b. El voltio
c. El faradio
d. El amperio
6. Dos técnicos discuten la operación de un condensador. La A del técnico dice que un condensador puede crear
electricidad. La B del técnico dice que un condensador puede almacenar electricidad. ¿Cuál técnico está en lo
correcto?
a. La A del técnico sólo
b. La B del técnico sólo
c. La A Technicians y B
d. Ni la A del Técnico Ni B
7.
Los condensadores bloquean el flujo de _____ corriente pero le dan pasada a _____ la
corriente.
a. Fuertemente; Débil
b. La corriente alterna; La CD
c. La CD; La corriente alterna
d. Débil; Fuertemente
8. ¿ Aumentar la aptitud qué podría hacerse?
a. Conecte otro condensador en la serie.
b. Conecte otro condensador adentro paralelo.
c. Sume un reostato entre dos condensadores.
d. Ambos uno y b
9. ¿Un condensador puede estar usado en qué componentes?
a. Un micrófono
b. Una radio
c. Un orador
d. Todo el anteriormente citado
10. Un condensador destinado para protección de la alcayata normalmente será metido _____ a la carga o el
circuito.
a. La serie
b. El paralelo
c. En ya sea la serie o el paralelo
d.
Adentro iguale con un reostato en la serie