Електрически капацитет

от Уикипедия, свободната енциклопедия
Направо към: навигация, търсене
Серия статии на тема

Класическа електродинамика

CoulombsLaw.svg
Електричество Магнетизъм Електромагнетизъм

Електричният капацитет е характеристика, показваща способността да се натрупва електричен заряд. Обикновено, когато е ясно, че се говори в контекст електротехника, „електричен“ се изпуска, казва се просто „капацитет“. Има две дефиниции, респективно две различни велични, наречени „капацитет“ за капацитет:

C = \frac Q V,

където Q е зарядът, а V — потенциалът.

В системата SI капацитетът се измерва във фаради (означение F), чиято величина е твърде голяма в практически приложения, поради което се използват следните производни - пикофарад (pF), нанофарад (nF) и микрофарад (μF).

  • Капацитет на акумулатори. Техният капацитет се измерва в амперчаса. Това е въпрос на традиция. За акумулаторите, произвеждани с размерите на батериите за битови прибори, като техен заместител, се дава капацитет в амперчасове, но за самите батерии няма традиция.

Капацитет на проводник или кондензатор[редактиране | edit source]

Проводник[редактиране | edit source]

Капацитетът на отделен проводник е равен на отношението на заряда на проводника към неговия потенциал, при предположението че всички други проводници са безкрайно отдалечени и че потенциалът на безкрайно отдалечената точка е приет за равен на нула. Капацитетът се определя от геометричните размери и формата на проводника и от електричните свойства на околната среда (нейната диелектрична проницаемост) и не зависи от материала на проводника. Например, капацитетът във вакуум на кълбо от проводящ материал с радиус R е равен на:

C = 4 \pi \varepsilon_0R.

където ε0 е диелектричната проницаемост на вакуума.

Кондензатор[редактиране | edit source]

Понятието капацитет се отнася също към система от проводници, в частност, към система от два проводника, разделени с диелектрик, т. нар. кондензатор. В този случай взаимният капацитет на тези проводници ще е равен на отношението на заряда, натрупан в кондензатора, и разликата между потенциалите на проводниците. За най-честия случай - плосък кондензатор, при който проводниците са с форма на пластини, капацитетът е равен на:

C = \varepsilon_0 \varepsilon_r \frac S d,

където

-S е площта на припокриване на пластините;
-d е разстоянието между тях;
-\varepsilon_0 е диелектричната проницаемост на вакуума;
-\varepsilon_r е относителната диелектрична проницаемост на диелектрика;

Капацитет на акумулатор или батерия[редактиране | edit source]

Капацитет на акумулатор (акумулаторна батерия) е произведението на тока, който може да даде акумулаторът, докато се разреди, умножен по времето, за което става това. Токът се мери в ампери [A], времето - в часове, капацитетът се получава в амперчасове (Ah). Когато става въпрос за някакъв акумулатор, един от първите въпроси е: „Колко амперчаса е?“

При привидната простота на горното определение, си има тънкости. Колко голям да е този ток, какво значи „докато се разреди“ и дали токът ще тече непререкъснато или протичането на ток ще се редува с паузи. Точният начин за провеждане на изпитванията, доказващи капацитета, се уговаря в съответните нормативни документи.

За оловните акумулатори, които са изобретени още през втората половина на 19 век, традиционният начин за изпитване е: Токът има стойност, равна на 0,05 от обявения капацитет, акумулаторът се приема за разреден, когато напрежението му спадне до 1,8 V на една клетка при непрекъснат разряд. Например: акумулатор за автомобил с капацитет 65 Ah трябва да се изпитва с ток 3,25 A и това да продължи 20 часа (поне). Изпитването ще приключи при напрежение 10,8 V (автомобилните акумулатори са с по 6 клетки). Понякога се сочи и 1,75 волта на клетка

Капацитетът и на другите видове електрохимични източници, включително и на батериите за битови уреди също се измерва в амперчаса. Тези данни се знаят и се публикуват[1], обаче няма традиция да се обявяват като данни на съответната батерия, а за описание се ползват рекламни суперлативи.

Вижте също[редактиране | edit source]

Източници[редактиране | edit source]

  1. Технически данни на алкалните батерии Duracell