Kontūra:
Kā aprēķināt kondensatora izmēru
- Tradicionālā metode
- Tabulas reizinātāja metode
- Palaišanas enerģijas vienādojums Metode
- Kapacitātes vienādojuma metode
Kā aprēķināt kondensatora izmēru
Komponentu reitingu noteikšana ir svarīga ķēdes projektēšanas laikā, jo, lai iegūtu vēlamo ķēdes izvadi, ir nepieciešami komponenti ar atbilstošiem vērtējumiem. Līdzīgi, lai ķēdē izmantotu kondensatoru, mēs parasti atrodam kondensatoru ar piemērotu kapacitāti, kas, citiem vārdiem sakot, attiecas uz kondensatora izmēru. Tātad ir dažādi veidi, kā izmērīt kondensatora izmēru, un tie ir šādi:
- Tradicionālās metodes izmantošana
- Izmantojot tabulas reizinātāja metodi
- Izmantojot palaišanas enerģijas vienādojumu
- Izmantojot kapacitātes vienādojumu
1. metode: tradicionālās metodes izmantošana
Parasti kondensatora izmērs galvenokārt ir atkarīgs no ķēdē nepieciešamās kapacitātes vērtības. Šo tradicionālo metodi galvenokārt izmanto, ja ir nepieciešams uzlabot jaudas koeficientu, un vērtība ir nepieciešama KVAR. Izmantojot šo metodi, aprēķina abu jaudas koeficienta leņķu starpības tangensu un reizina ar ierīces nominālo jaudu.
Tātad, lai ilustrētu šo metodi, apsveriet trīsfāzu motoru, kura nominālā jauda ir 5 kW, sākotnējais jaudas koeficients ir 0,75, un ir nepieciešams jaudas koeficients 0,9. Tātad, mums ir jāatrod kapacitātes vērtība vai kondensatora izmērs KVAR, kas var palielināt jaudas koeficientu līdz 0,9. Šeit ir jaudas koeficienta vienādojums:
Tagad, kad mēs zinām sākotnējo un nepieciešamo jaudas koeficientu, mēs varam aprēķināt abu faktoru leņķus, izmantojot iepriekš minēto vienādojumu:
Tagad sākotnējā jaudas koeficienta leņķis ir 41,1 grādi, bet nepieciešamais leņķis ir 25,8 grādi, tāpēc ievietojiet vērtības zemāk esošajā vienādojumā:
Šī ir kopējā kapacitāte, kas nepieciešama, lai uzlabotu trīsfāzu motora jaudas koeficientu, tāpēc, lai aprēķinātu katrai fāzei nepieciešamo kapacitāti, šo vērtību dala ar trīs:
Parasti mums ir kapacitāte farados, tāpēc, lai to pārveidotu par faradiem, mēs varam izmantot šādu vienādojumu, taču tam ir jāzina frekvence un spriegums:
Tātad tagad, ja frekvence ir 50 Hz un spriegums ir 400 volti, tad nepieciešamā kapacitāte būs:
Tātad tagad esam aprēķinājuši kondensatora izmēru un pēc dotajiem parametriem jaudas koeficienta uzlabošanai nepieciešams 13 mikrofaradu kondensators.
Turklāt, lai pārveidotu kapacitāti farādos no KVAR, izmantojiet kapacitatīvās pretestības formulu pēc strāvas un kapacitatīvās pretestības noteikšanas, izmantojot Ohma likumu. Tātad, lai to ilustrētu, es izmantoju to pašu iepriekšējo piemēru, tāpēc tagad vispirms aprēķiniet strāvu:
Tagad izmantojiet Ohma likumu, lai aprēķinātu kapacitatīvo pretestību:
Tagad, izmantojot kapacitatīvo pretestību, lai atrastu kondensatora kapacitāti:
Tagad, kā redzat no abām metodēm, kapacitātes vērtība ir vienāda, tāpēc varat izmantot jebkuru no metodēm, lai KVAR kapacitāti pārveidotu par faradiem.
Piemērs: kapacitātes kapacitātes aprēķināšana KVAR un mikrofaradā
Vienfāzes motoram ar 500 voltu sprieguma padevi pie 60 Hz frekvences jaudas koeficients ir 0,85 ar strāvu 50 A. Jaudas koeficients ir jāuzlabo līdz 0,94, paralēli pievienojot tam kondensatorus. . Atrodiet kondensatora izmēru, aprēķinot nepieciešamo kapacitāti.
Vispirms aprēķiniet abu jaudas koeficientu leņķus, izmantojot jaudas koeficienta vienādojumu:
Tagad, lai aprēķinātu nepieciešamo kapacitāti, mums ir nepieciešama motora nominālā jauda, ko var aprēķināt, izmantojot jaudas formulu:
Tagad aprēķiniet kapacitāti KVAR, ņemot eņģeļu starpības tangensu un reizinot rezultātu ar motora jaudu:
Parasti mums ir kapacitāte farados, tāpēc, lai to pārveidotu par faradiem, mēs varam izmantot šādu vienādojumu, taču tam ir jāzina frekvence un spriegums:
Tātad tagad esam aprēķinājuši kondensatora izmēru un pēc dotajiem parametriem jaudas koeficienta uzlabošanai nepieciešams 52 mikrofaradu kondensators.
2. metode: tabulas reizinātāja metodes izmantošana
Tabulas reizinātājs ir dažādu vērtību kopa, kas nosaukta par reizinātāja koeficientu, ar kuru var sasniegt nepieciešamo jaudas koeficientu. Lai noteiktu nepieciešamo kondensatora jaudu, šī tabula tiek izmantota, lai izvēlētos reizinātāja koeficientu attiecībā pret sākotnējo un mērķa jaudas koeficientu. Tātad, lai aprēķinātu KVAR kondensatora jaudu, vienkārši reiziniet jaudu un reizinātāja koeficientu:
Tātad, šeit ir tabula, kurā parādīti dažādu jaudas koeficientu reizinātāju koeficienti:
Turklāt, ja jums ir jāatrod reizinātāja koeficients, varat izmantot iepriekš minēto formulu kā:
Piemērs: Aprēķiniet kondensatora kapacitātes lielumu KVAR un Farad
Apsveriet slodzi, kas patērē 1KW jaudu no maiņstrāvas avota ar 208 voltu spriegumu 50 Hz frekvencē. Pašlaik jaudas koeficients atpaliek par 70 procentiem, un, lai to uzlabotu līdz 91 procentam, ir nepieciešams paralēli pievienot kondensatoru. Atrodiet kondensatora izmēru mikrofarados.
Sākotnējais jaudas koeficients ir 0,7 un nepieciešamais koeficients ir 0,91, tāpēc, izmantojot iepriekš doto tabulu, mēs varam redzēt, ka reizinātāja koeficients 0,97 ir 0,741, tāpēc tagad ievietojot vērtības:
Tagad vienkārši pārveidojiet VAR uz faradiem, izmantojot tālāk norādīto vienādojumu:
Tātad tagad esam aprēķinājuši kondensatora izmēru un pēc dotajiem parametriem jaudas koeficienta uzlabošanai nepieciešams kondensators 0,053 farads.
3. metode: palaišanas enerģijas vienādojuma izmantošana
Kondensatora palaišanas enerģija ir enerģija, kas tajā tiek uzkrāta, kamēr tas tiek uzlādēts no 0 līdz pilnai. Šī metode ir iespējama, ja jums jau ir palaišanas enerģija un potenciāla starpība starp kondensatora plāksni. Parasti šie parametri nav norādīti, bet, ja esat aprēķinājis šos parametrus, izmantojiet zemāk esošo vienādojumu:
Tātad, lai atrastu kondensatora kapacitāti, pamatojoties uz palaišanas enerģiju un potenciālo starpību, iepriekš minēto vienādojumu var uzrakstīt šādi:
Piemērs: Aprēķiniet Capacito izmēru r
Apsveriet vienfāzes motoru, kam nepieciešama 17 J palaišanas enerģija un maiņstrāvas padeves spriegums ir 120 volti, pēc tam atrodiet kondensatora izmēru, lai kompensētu motoram nepieciešamo palaišanas enerģiju.
Tagad, lai atrastu kapacitāti, kas nepieciešama nepieciešamajai palaišanas enerģijai, novietojiet vērtības trieciena vienādojumā:
Tātad tagad esam aprēķinājuši kondensatora izmēru un atbilstoši dotajiem parametriem ir nepieciešams 0,053 farads kondensators, lai nodrošinātu nepieciešamo palaišanas enerģiju.
4. metode: kapacitātes vienādojuma izmantošana
Kondensatoram ir divas metāla plāksnes, kuras atdala ar jebkuru izolācijas materiālu, ko parasti sauc par dielektrisku. Šīs plāksnes ir noteiktā izmērā un dielektriķim ir caurlaidības vērtības, abi šie parametri lielā mērā ietekmē kondensatora kapacitāti.
Tātad, vēl viens veids, kā aprēķināt kondensatora izmēru, ir izmantot tā parametrus, kas saistīti ar izmēriem un dielektriskajām īpašībām. Šeit ir formula kondensatora kapacitātes aprēķināšanai, ja ir zināmi izmēru parametri un izolatora parametri:
Tagad šeit A ir plākšņu laukums un d ir attālums starp kondensatora plāksnēm, turklāt ϵ O ir brīvās telpas caurlaidība un ϵ r dielektriskā materiāla relatīvā caurlaidība.
1. piemērs: Kondensatora kapacitātes noteikšana
Apsveriet kondensatoru ar metāla plāksnēm ar laukumu 500 cm 2 un attālums starp plāksnēm ir 0,1 mm, kas ir dielektriskā materiāla biezums. Aprēķiniet kapacitāti, ja dielektriķis ir gaiss un ja dielektriķis ir papīrs ar relatīvo caurlaidību 4.
Pirmkārt, kapacitātes atrašana, kad dielektriķis ir gaiss:
Tagad, ja dielektriķis ir papīrs ar relatīvo caurlaidību 4, tad kapacitāte būs:
2. piemērs: Kondensatora plākšņu laukuma aprēķināšana
Kāds būtu kondensatora plākšņu laukums, ja nepieciešama 1 mikrofarada kapacitāte un attālums starp plāksnēm ir 0,1 mm? Apsveriet gaisu kā dielektriķi kā oksīda plēvi, kuras relatīvā caurlaidība ir 10.
Tā kā mēs zinām kapacitātes formulu, mēs varam to izmantot, lai atrastu plākšņu laukumu, kas patiešām ietekmēs kondensatora izmēru.
Tātad tagad esam aprēķinājuši kondensatora plākšņu izmērus un pēc dotajiem parametriem plāksnes laukumu 1,13 m 2 farads ir nepieciešams kondensatoram, kura kapacitāte ir 1 mikrofarads.
Secinājums
Katrai elektriskajai ķēdei ir nepieciešams pareizais komponentu komplekts ar optimālām specifikācijām, lai nodrošinātu vēlamos rezultātus. Tātad, lai atrastu nepieciešamos jebkura komponenta vērtējumus, ir noteikti parametri, piemēram, spriegums, strāva, jauda, kapacitāte, pretestība un citi.
Ja tiek izvēlēts kondensators ar nepieciešamo kapacitāti, kapacitāti var aprēķināt, izmantojot četrus veidus, kas galu galā noved pie kondensatora izmēra noteikšanas. Kondensatora izmēru var aprēķināt, izmantojot tradicionālo metodi kapacitātes noteikšanai KVAR, izmantojot tabulas reizinātāju, kapacitātes vienādojumu un palaišanas enerģijas vienādojumu.