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电场电容简单计算

电场电容简单计算
电场电容简单计算

一.填空题(共12小题)

1.(2016?扬州模拟)在如图所示的电场中,一电荷量q=﹣1.0×10﹣8C的点电荷在A点所受电场力大小F=2.0×10﹣4 N.则A点的电场强度的大小E=N/C;该点电荷所受电场力F的方向为.(填“向左”“向右”)

2.(2015?北京)如图所示,A、B是电场中的两点,由图可知,电场强度E A E B(填“>”或“<”).将一点电荷先后放在A、B两点,它所受的电场力大小F A F B(填“>”或“<”).

3.(2015?云南校级学业考试)电荷量为3.2×10﹣8C的点电荷在电场强度大小为200N/C的匀强电场中所受电场力大小为N;电容器两极板间的电压为8V时,电容器所带电量为4 0×10﹣6C,则该电容器的电容F;处于静电平衡状态的导体,内部的电场强度处为.

4.(2015秋?成都校级月考)某电场的电场线如图所示,电场中有A、B两点,如果用U A、U B表示A、B两点的电势,用E A、E B表示A、B两点的电场强度,则U A U B,E A E B.(选填“>”、“=”或“<”)

5.(2013秋?宁波期末)在点电荷Q产生的电场中有a,b两点,已知a点的场强大小为E,方向与ab连线成30°角,b 点的场强方向与ab连线成120°角,如图所示,则b点的场强大小为,a,b两点点的电势高.

6.(2014春?文昌校级期末)电场中的A点放一个正点电荷,其电荷量q=5.0×10﹣9C.q受到的电场力为1.0×10﹣7N,方向向东.则A点场强的大小为N/C,方向;若将另一个负点电荷q′=﹣2.0×10﹣8C放在A 点,则A点场强的大小为N/C,方向;此时q′受到的电场力大小为N,方向.

7.(2010秋?泰宁县校级期中)将一带电量q=﹣2×10﹣6C的点电荷A置于电场中的P点,电荷受的电场力F=1×10﹣4N,方向水平向右,则P点的场强大小为N/C,方向.

8.(2010秋?武侯区校级期中)如图所示,两个正的点电荷Q1、Q2相距9cm,Q1=2.0×10﹣8C,Q2=4.0×10﹣8C,在两个点电荷连线上有a、b两点,分别距Q1、Q2为3cm,由此可知a点场强的大小为,方向为;b点场强的大小为,方向为.

9.(2010秋?电白县校级月考)如图所示,AB为一带负电导体,已知导体表面A点的电场强度为E A=100N/C,B点电场强度E B=1N/C,一点电荷只在电场力作用下,第一次从A点运动到无限远处,第二次从B点运动到无限远处,两次最初的加速度之比a A:a B=;若初速度为零,则末速度之比v A:v B=.

10.(2010秋?蒙城县校级月考)如图所示,匀强电场方向水平向左,带正电的物体沿粗糙绝缘的水平板向右做匀变速运动,经A点时,动能为80J,到B点时动能减少了64J,电势能增加了48J,当物体再次回到A点时,整个过程电场力做功为J,摩擦力做功为J.

11.(2010秋?克山县校级月考)如图所示为某区域的电场线,把一个带负电的点电荷q放在点A或B时,在

点受的电场力大,点势高.

12.(2009春?徐州月考)如图所示,在场强为E、方向竖直向下的匀强电场中,有A、B两个质量均为m的带电小球(可视为点电荷),电荷量分别为+2q和+q,两小球用长为L的绝缘细线相连,另用绝缘细线系住A球并悬挂于O点,重力加速度为g,则细线对B球的拉力大小为;两电荷中点处的电场强度的大小为.

13.(2011秋?临海市校级月考)如图所示,在匀强电场中,电量q=5.0×10﹣10C的正电荷,分别在平行于电场方向的平面内由A点运动到B点和由A点运动到C点,电场力做的功都为3.0×10﹣8J.已知△ABC中,∠A=30°,∠C=90°,AB=20cm.求(1)A、B两点间的电势差U AB;(2)匀强电场场强E的大小和方向.

14.(2011秋?瓯海区校级月考)如图所示,真空中三个点电荷A、B、C,电量均为+Q,两两相距a放置,试问:(1)C所受的静电力是多少?(2)如果将A、B移到它们连线的中点P,C受的静电力又是多少?

15.(2010秋?桂林期末)在某匀强电场中放入电荷量为5.0×10﹣9C的点电荷Q,它受到的电场力为3.0×10﹣4N.(1)求电场强度的大小;

(2)若只在电场力作用下,点电荷Q从A点移动到B点,已知A、B两点的电势差为30V,求电场力做了多少功?

16.(2008?云南模拟)在真空中存在空间范围足够大的、水平向右的匀强电场.若将一个质量为m、带正电电量q的小球在此电场中由静止释放,小球将沿与竖直方向夹角为37°的直线运动.现将该小球从电场中某点以初速度v0竖直向上抛出,求运动过程中(取sin37°=0.6,cos37°=0.8)(1)小球受到的电场力的大小及方向;

(2)小球运动的抛出点至最高点之间的电势差U.

17.(2007秋?临沂期末)图中A、B、C三点都在匀强电场中,已知AC⊥BC,∠ABC=60°,BC=20cm,把一个电量q=10﹣5C的正电荷从A移到B,电场力做功为零;从B移到C,克服电场力做功为1.73×10﹣3J,则该匀强电场的场强大小为多少?并请在图中画出电场强度的方向.

18.(2007秋?徐汇区期末)如图所示的曲线表示某一电场的电场线(未标明方向),把一电荷量为2×10﹣8C的正点电荷从A点移至B点时,电场力做了6×10﹣4J的功,该电荷在B点受到电场力为4×10﹣6N,

试求:(1)请在图中标出每根电场线的方向并求出B点的场强;

(2)该电荷从A点移至B点时电势能的变化量;

(3)AB两点间的电势差.

19.A、B是一条电场线上的两点,如图所示,正电荷从A移动到B,电场力做正功.请画出这条电场线的方向,并回答:①A、B中哪点电势高?②负电荷从A移动到B,电势能是增加还是减小?

20.在绝缘水平面上,O点正上方h处固定一电荷量为+Q的点电荷甲,另一质量为m,带电量为+q的点电荷乙,从水平面的A点以初速度v0向右运动,运动到O点时速度为v,到B点时速度正好减为零,已知OA=OB=l,乙与水平面间动摩擦因数为μ,静电力常量为k,求:(1)乙运动到O点时的加速度;(2)AO间的电势差.

21.某电场的电场线如图所示,电场中有A、B、C三点,已知一个负电荷从A点移到B点时,电场力做正功.(1)在图中用箭头标出电场线的方向;并大致画出过A、B、C三点的等势线.

(2)在A、B、C三点中,场强最大的点是,电势最高的点是.

22.如图所示电路,R1=6Ω,R2=4Ω,R3=3Ω,A、B两点间的电压U=12V,C1=2μF,C2所带电荷量是4.8×10﹣5C.求电容C1所带电荷量和电容C2的电容.

23.如图所示,电容器C1=6μF,C2=3μF.电阻R1=6Ω,R2=3Ω.

(1)当开关S断开时,A、B两点间的电压U AB为多少?

(2)当开关S闭合时,电容器C1的电荷量改变了多少(已知电压U=18V)?

24.如图所示的电路中,电源的电动势E=6V,内阻r=1Ω,电阻R1=3Ω,R2=6Ω,电容器的电容C=3.6μF,开始时,开关S1闭合,S2断开.

(1)合上S2,待电路稳定以后,求电容器C上变化的电荷量?

(2)合上S2,待电路稳定以后再断开S1,求断开S1后流过R2的电荷量是多少?

25.如图所示,电源电动势E=12V,内阻r=1Ω,电阻R1=3Ω,R2=2Ω,R3=5Ω,电容器的电容C1=4 μF,C2=1μF,求(1)C1、C2所带电荷量?

(2)电键S断开后通过R2的电量为多少?

26.(2012秋?慈溪市期末)如图所示为某一电解电容器,则该电容器的电容为F,所标注的50V是指该电容器的(填“额定电压”、“击穿电压”).

27.(2011秋?西山区校级期末)如图所示,在A、B两点间接一电动势为4V,内电阻为1Ω的直流电源,电阻R1、R2、R3的阻值为3Ω,电容器的电容为30μF,电流表的内阻不计,求:

(1)电流表的读数.

(2)电容器所带的电荷量.

28.一电容器的电容是50pF,两极板间的电压是30V,求电容器所带的电荷量.

MTBF寿命计算公式

寿命计算公式 MTBF (平均间隔失效时间)预估 概述 MTBF之计算系依据军用手册MIL-HDBK-217F “电子设备之可靠性预估” 来 进行,此部份涵盖了电子零件实际的应力关系、失效率。MIL-HDBK-217 的基 本版本将保持不变,只有失效率的资料会更新。在评估过程之前,应确定各元 器件的相关特性(如基本失效率、质量等级,环境等级等等)。 定义 “MTBF”的解释为“平均间隔失效时间”而MTBF是由MIL-HDBK- 217E.F计算,以25 C环境温度为参考温度。 电解电容寿命预测 Rubycon 品牌的电解电容的寿命计算公式 L X=Lr X2【(T°-Tx)/1°】X2(A r s/Ao- A Tj/A) L X预测寿命(Hr), Lr:制造商承诺的在最高工作温度(To)及额定纹波电流(Io)下的寿命, To:最高工作温度一105C或85C, Tx:实际外壳温度(C), △Ts:额定纹波电流(Io)下的电解电容中心温升「C), △Tj:实际纹波电流(lx)下的电解电容中心温升(C), A: A= 10 —0.25XZTj,(0

Io:额定的纹波电流值(Arms), R:电解电容的等效串连阻抗(Q), S:电解电容的表面积(cm2), S=dDX(D+ 4L)/4 , B:热辐射常数,一般取3= 2.3 X1O-3XS0.2, D:电解电容的截面积的直径(cm), L:电解电容的高度(cm), nichicon品牌的电解电容的寿命计算公式 2 L X= Lr X2【(To-Tx)/10] x21-(Ix/Io )/K, K:温升加速系数,二10—6X(Tx—75 C)/30 (Tx W75C 时,K 值 取 10) 其余字符的表达含意同上。 其余品牌的电解电容的寿命计算公式 2 b= L r X2【(To-Tx)/10]眾1-(Ix/Io ) ] XZTo/10 △To:最高工作温度下的电解电容中心容许温升(取△T o= 5C), K= 2,纹波电流允许的范围内;K= 4,超过纹波电流允许的范围时。

电容器计算公式(2013_04_21)

电容器计算公式 电容器串并联容量 并联:C=C1+C2+…… 串联:2 121C C C C C +?= 电容器总容量 3.0.2 本条是并联电容器装置总容量的确定原则。 如没有进行调相调压计算,一般情况下,电容器容量可按主变压器的容量的10%~30%确定,这就是不具备计算条件时估算电容器安装总容量的简便方法。 谐波 3.0.3 发生谐振的电容器容量,可按下式计算: )1(2K n S Q d cx -= 式中,cx Q ----发生n 次谐波谐振的电容器容量(Mvar)d S ----并联电容器装置安装处的母线短路容量(MVA)n ----谐波次数,即谐波频率与电网基波频率之比K ----电抗率 母线电压升高 5.2.2 本条明确了电容器额定电压选择的主要原则 并联电容器装置接入电网后引起的母线电压升高值可按下式计算: d so s S Q U U =? 式中,s U ?----母线电压升高值(kV) so U ----并联电容器装置投入前的母线电压(kV) Q ---- 母线上所有运行的电容器容量(Mvar) d S ----母线短路容量(MVA) 电容器额定电压 5.2.2 本条明确了电容器额定电压选择的主要原则 电容器额定电压可由公式求出计算值,再从产品标准系列中选取,计算公式如下: )1(305.1K S U U SN CN -= 式中,CN U ----单台电容器额定电压(kV)SN U ----电容器投入点电网标称电压(kV)S ---- 电容器每组的串联段数K ----电抗率

串联电抗器的电抗率 5.5.2 (1)当电网背景谐波为5次及以上时,可配置电抗率4.5%一6%。因为6%的电抗器有明显的放大三次谐波作用,因此,在抑制5次及以上谐波,同时又要兼顾减小对3次谐波的放大,电抗率可选用4.5%。 (2)当电网背景谐波为3次及以上时,电抗率配置有两种方案:全部配12%电抗率,或采用4.5%一6%与12%两种电抗率进行组合。采用两种电抗率进行组合的条件是电容器组数较多,为了节省投资和减小电抗器消耗的容性无功。 电容器对母线短路容量的助增 5.1.2 在电力系统中集中装设大容量的并联电容器组,将会改变装设点的系统网络性质,电容器组对安装点的短路电流起着助增作用,而且助增作用随着电容器组的容量增大和电容器性能的改进(如介质损耗减小、有效电阻降低)、开关动作速度加快而增加。试验研究报告建议:在电容器总容量与安装地点的短路容量之比不超过5%或10%(对应于电抗率K=5%~6%,不超过5%;K=12%~13%,不超过10%),助增作用相对较小,可不考虑。 当K=12%~13%时,%10 d c S Q 式中,c Q ----电容器容量(kVar) d S ----母线短路容量(kVar) 回路导体的额定电流 5.1.3 所以取1.35倍电容器组额定电流作为选择回路设备和导体的条件是安全的也是合理的。 电容器分组原则 3.0.3 变电所装设无功补偿电容器的总容量确定以后,通常将电容器分组安装,分组的主要原则是根据电压波动、负荷变化、谐波含量等因素来确定。

电容器与电场中的力学问题

专题九电容器与电场中的力学问题 电场中的带电粒子问题是高考命题频率最多的问题,题型有选择、填空和计算,其难度在中等以上。考题涉及的电场有匀强电场也有非匀强电场或交变电场,涉及的知识不全为电场知识,还有力学的有关知识。 带电粒子在电场中的运动问题大致可分为三类:其一为平衡问题;其二为直线运动问题;其三为偏转问题。解答方法首先是对带电粒子的受力分析,然后再分析运动过程或运动性质,最后确定运用的知识或采用的解题观点。(平衡问题运用的是物体的平衡条件;直线运动问题用到的是运动学公式、牛顿第二定律、能量关系;偏转问题用到的是运动的合成与分解,以及运动学中的平抛运动的规律。)本次专题就分析带电粒子在电场中的这三类问题。 电容器在高中阶段常被用来提供匀强电场,也是高考中的高频考点,关于电容器主要运用电容器的定义式,平行板电容器的决定式、匀强电场中场强与电压的关系及电容器的动态分析问题 一、电容器 1、(2012海南)9.将平行板电容器两极板之间的距离、电压、电场强度大小和极板所带的电荷量分别用d、U、E和Q表示.下列说法正确的是() A.保持U不变,将d变为原来的两倍,则E变为原来的一半 B.保持E不变,将d变为原来的一半,则U变为原来的两倍 C.保持d不变,将Q变为原来的两倍,则U变为原来的一半 D.保持d不变,将Q变为原来的一半,则E变为原来的一半 2、(2012江苏)2.一充电后的平行板电容器保持两极板的正对面积、间距和电荷量不变,在两极板间插入一电介质,其电容C和两极板间的电势差U的变化情况是()A.C和U均增大B.C增大,U减小 C.C减小,U增大D.C和U均减小 3、(2011天津)5、(6分)板间距为d的平行板电容器所带电荷量为Q时,两极板间电势差为U1,板间场强为E1.现将电容器所带电荷量变为2Q,板间距变为d,其他条件不变,这 时两极板间电势差为U2,板间场强为E2,下列说法正确的是() A.U2=U1,E2=E1 B.U2=2U1,E2=4E1 C.U2=U1,E2=2E1 D.U2=2U1,E2=2E1 4、(2010北京)6、(6分)用控制变量法,可以研究影响平行板电容器电容的因素(如图).设两极板正对面积为S,极板间的距离为d,静电计指针偏角为θ.实验 中,极板所带电荷量不变,若() A.保持S不变,增大d,则θ变大 B.保持S不变,增大d,则θ变小 C.保持d不变,减小S,则θ变小 D.保持d不变,减小S,则θ不变 二、电场中的平衡问题 5、(2010全国卷2)4、(6分)在雷雨云下沿竖直方向的电场强度约为104 V/m.已知一半径为1 mm的雨滴在此电场中不会下落,取重力加速度大小为10 m/s2,水的密度为103 kg/m3.这雨滴携带的电荷量的最小值约为() A.2×10-9 C B.4×10-9 C C.6×10-9 C D.8×10-9 C

电容计算公式

电容定义式 C=Q/U Q=I*T 电容放电时间计算:C=(Vwork+ Vmin)*l*t/( Vwork2 -Vmin2) 电压(V)= 电流⑴x 电阻(R)电荷量(Q)= 电流⑴x 时间(T)功率(P) = V x I (I=P/U; P=Q*U/T)能量(W) = P x T = Q x V 容量F=库伦(C)/电压(V)将容量、电压转为等效电量电量二电压(V) x 电荷量(C)实例估算:电压5.5V仆(1法拉电容)的电量为5.5C (库伦),电压下限是3.8V,电容放电的有效电压差为5.5-3.8=1.7V ,所以有效电量为1.7C。 1.7C=1.7A*S (安秒)=1700mAS(毫安时)=0.472mAh (安时) 若电流消耗以10mA 计算,1700mAS/10mA=170S=2.83min(维持时间分钟) 电容放电时间的计算 在超级电容的应用中,很多用户都遇到相同的问题,就是怎样计算一定容量的超级电 容在以一定电流放电时的放电时间,或者根据放电电流及放电时间,怎么选择超级电容的容 量,下面我们给出简单的计算公司,用户根据这个公式,就可以简单地进行电容容量、放电电流、放电时间的推算,十分地方便。 C(F):超电容的标称容量; R(Ohms):超电容的标称内阻; ESR(Ohms) 1KZ下等效串联电阻;

Vwork(V):正常工作电压 Vmin(V):截止工作电压; t(s):在电路中要求持续工作时间; Vdrop(V):在放电或大电流脉冲结束时,总的电压降; 1(A):负载电流; 超电容容量的近似计算公式, 保持所需能量=超级电容减少的能量。 保持期间所需能量=1/2l(Vwork+ Vmi n)t ; 超电容减少能量=1/2C(Vwork -Vmin ), 因而,可得其容量(忽略由IR引起的压降) C=(Vwork+ Vmin)*l*t/( Vwork 2 -Vmin 2) 举例如下: 如单片机应用系统中,应用超级电容作为后备电源,在掉电后需要用超级电容维持 100mA的电流,持续时间为10s,单片机系统截止工作电压为4.2V,那么需要多大容量的超级电容能够保证系统正常工作? 由以上公式可知: 工作起始电压Vwork = 5V 工作截止电压Vmin= 4.2V 工作时间t=10s 工作电源I = 0.1A 那么所需的电容容量为:

超级电容选用计算

二、超级电容的主要特点、优缺点 尽管超级电容器能量密度是蓄电池的5%或是更少,但是这种能量的储存方式可以应用在传统蓄电池不足之处与短时高峰值电流之中。相比电池来说,这种超级电容器有以下几点优势: 1.电容量大,超级电容器采用活性炭粉与活性炭纤维作为可极化电极,与电解液接触的面积大大增加,根据电容量的计算公式,两极板的 表面积越大,则电容量越大。因此,一般双电层电容器容量很容易超过1F,它的出现使普通电容器的容量围骤然跃升了3~4个数量级,目前单体超级电容器的最大电容量可达5000F。 2.充放电寿命很长,可达500000次,或90000小时,而蓄电池的充放电寿命很难超过1000次;可以提供很高的放电电流,如2700F的超级电容器额定放电电流不低于950A,放电峰值电流可达1680A,一般蓄电池通常不能有如此高的放电电流,一些高放电电流的蓄电池在如 此高的放电电流下的使用寿命将大大缩短。 3.可以数十秒到数分钟快速充电,而蓄电池在如此短的时间充满电将是极危险的或是几乎不可能。 4.可以在很宽的温度围正常工作(-40℃~+70℃),而蓄电池很难在高温特别是低温环境下工作;超级电容器用的材料是安全和无毒的,而铅酸蓄电池、镍镉蓄电池均具有毒性;而且,超级电容器可以任意并联使用来增加电容量,如采取均压措施后,还可以串联使用。 因此,可以用简短的词语总结出超级电容的优点: ● 在很小的体积下达到法拉级的电容量; ● 无须特别的充电电路和控制放电电路 ● 和电池相比过充、过放都不对其寿命构成负面影响; ● 从环保的角度考虑,它是一种绿色能源; ● 超级电容器可焊接,因而不存在象电池接触不牢固等问题。 缺点:

电容器的定义以及相关的公式介绍

[知识学堂] 电容器的定义以及相关的公式介绍 定义 电容(或称电容量)是表征电容器容纳电荷本领的物理量。我们把电容器的两极板间的电势差增加1伏所需的电量,叫做电容器的电容。电容器从物理学上讲,它是一种静态电荷存储介质(就像一只水桶一样,你可以把电荷充存进去,在没有放电回路的情况下,刨除介质漏电自放电效应/电解电容比较明显,可能电荷会永久存在,这是它的特征),它的用途较广,它是电子、电力领域中不可缺少的电子元件。 电容的符号是C。 C=εS/d=εS/4πkd(真空)=Q/U 在国际单位制里,电容的单位是法拉,简称法,符号是F,常用的电容单位有毫法(mF)、微法(μF)、纳法(nF)和皮法(pF)(皮法又称微微法)等,换算关系是: 1法拉(F)= 1000毫法(mF)=1000000微法(μF) 1微法(μF)= 1000纳法(nF)= 1000000皮法(pF)。 电容与电池容量的关系: 1伏安时=25法拉=3600焦耳 1法拉=144焦耳 相关公式 一个电容器,如果带1库的电量时两级间的电势差是1伏,这个电

容器的电容就是1法,即:C=Q/U 但电容的大小不是由Q(带电量)或U(电压)决定的,即:C=εS/4πkd 。其中,ε是一个常数,S为电容极板的正对面积,d为电容极板的距离,k则是静电力常量。常见的平行板电容器,电容为C=εS/d.(ε为极板间介质的介电常数,S 为极板面积,d为极板间的距离。) 定义式C=Q/U 电容器的电势能计算公式:E=CU^2/2=QU/2=Q^2/2C 多电容器并联计算公式:C=C1+C2+C3+…+Cn 多电容器串联计算公式:1/C=1/C1+1/C2+…+1/Cn 三电容器串联C=(C1*C2*C3)/(C1*C2+C2*C3+C1*C3)

铝电解电容寿命计算公式

寿命计算式
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铝电容器 推定寿命计算式
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? 寿命计算式
A) DC加载保证品 B) 纹波电流加载保证品 C) 螺丝端子型(额定电压350V以上) 螺丝端子型(额定电压 以上) D) 导电性高分子电容器
? 温度测定方法
A) 周围温度测定方法 B) 单元中心发热温度测定方法 1) 单元中心温度测定 2) 周围温度/电容器表面温度测定 3) 纹波电流测定 >>> 发热温度计算
注意事项
纹波电流频率修正系数与温度修正系数使用方法
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寿命计算式
推定寿命计算式
A) DC加载保证品 ) 加载保 品
Lx L = Lo × 2
Tx ? To 10
×2
? ?T 5
Lx (hrs):推定寿命 Lo (hrs):保证寿命 Tx (℃):最大可能周围温度 To (℃):实际使用周围温度 ( ) 纹波电流发热温度 ⊿T (℃):纹波电流发热温度 <应用系列> 贴片型:全般 引钱型:SRM/SRE/KRE/SRA/KMA/SRG/KRG/SMQ/SMG/ 引钱型 SRM/SRE/KRE/SRA/KMA/SRG/KRG/SMQ/SMG/ SME-BP/KME-BP/LLA
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电容计算公式

电容计算公式 教你两条不变应万变得原理: 1.电容器的计算依据是高斯通量定理和电压环流定律; 2.电感的计算依据是诺伊曼公式。要一两个答案查书就够了,要成高手只能靠你自己~慢慢学,慢慢练。 容量是电容的大小与电压没有关系。电压是电容的耐压范围。可变电容一般用在低压电路中电容的计算公式: 平板C=Q/U=Q/Ed=εS/4πkd 1. 所以E=4πkQ/εS即场强E与两板间距离d无关。2.当电容器两端接电时,即电压U一定时,U=Ed,所以U和d成正比。 容抗用XC表示,电容用C(F)表示,频率用f(Hz)表示,那么Xc=1/2πfc 容抗的单位是欧。知道了交流电的频率f和电容C,就可以用上式把容抗计算出来。 感抗用XL表示,电感用L(H)表示,频率用f(Hz)表示,那么XL=2πfL感抗的单位是欧。知道了交流电的频率f和线圈的电感L,就可以用上式把感抗计算出来。 已知容抗与感抗,则对应的电压与电流可以用欧姆定律算出,如果电容与电阻和电感一起使用,就要考虑相位关系了。 2、电容器的计算公式: C=Q\U =S\4*3.1415KD Q为电荷量 U为电势差 S为相对面积 D为距离 3.1415实际是圆周率 K为静电力常数并联:C=C1+C2 电路中各电容电压相等;总电荷量等于各电容电荷量之和。串 联:1/C=1/C1+1/C2 电路中各电容电荷量相等;总电压等于各电容电压之和。 电容并联的等效电容等于各电容之和!电容的并联使总电容值增大。当电容的耐压值符合要求,但容量不够时,可将几个电容并联。

3、Q=UI=I2Xc=U2/Xc 这是单相电容的 Xc=1/2*3.14fc 为什么我看到一个三相电容上面标的额定容量是30Kvar,而额定容量是472微法。额定电压是450伏。额定电流是38.5安三角接法, 答:C,KVar/(U×U×2×π×f×0.000000001) ,30/(450×450×2×3.14×50×0.000000001)?472(μF) 4、我知道电容公式有C=εS/D和C=Q/U,那么他们与电容"C"的关系,我特别想知道:我知道"U"与电容成反比,但是我在听老师讲时,没听到为什么成反比,就像知道"Q"与电容的关系时,就明白,一个电容放得的电荷越多就越大,还有"ε"是什么,与电容有什么关系, 再请问在计算中应注意什么,电容是如何阻直通交的呢, 五一长假除了旅游还能做什么, 辅导补习美容养颜家庭家务加班须知 答:电容c是常数,只跟自身性质有关,即使没有电压,电荷它也是存在的,ε是介电,跟电介质的性质有关,交流能不停的对电容充电放电(因为交流的方向是变化的),二直流无此性质,所以通交流阻直流,更专业的话,大学物理里面会讲,如果你要求不高的话就不用深究了 5、电 容降压 在常用的低压电源中,用电容器降压(实际是电容限流)与用变压器相比,电容降压的电源体积小、经济、可靠、效率高,缺点是不如变压器变压的电源安全。通过电容器把交流电引入负载中,对地有220V电压,人易触电,但若用在不需人体接触的电路内部电路电源中, 本弱点也可克服。如冰箱电子温控器或遥控电源的开/关等电源都是用电容器降压而制作的。 相对于电阻降压,对于频率较低的50Hz交流电而言,在电容器上产生的热能损耗很小,所以电容器降压更优于电阻降压。

电容充放电计算公式

标 签:电容充放电公式 电容充电放电时间计算公式设,V0 为电容上的初始电压值; V1 为电容最终可充到或放到的电压值; Vt 为t时刻电容上的电压值。 则, Vt="V0"+(V1-V0)* [1-exp(-t/RC)] 或, t = RC*Ln[(V1-V0)/(V1-Vt)] 例如,电压为E的电池通过R向初值为0的电容C充电 V0=0,V1=E,故充到t时刻电容上的电压为: Vt="E"*[1-exp(-t/RC)]

再如,初始电压为E的电容C通过R放电 V0=E,V1=0,故放到t时刻电容上的电压为: Vt="E"*exp(-t/RC) 又如,初值为1/3Vcc的电容C通过R充电,充电终值为 Vcc,问充到2/3Vcc需要的时间是多少? V0=Vcc/3,V1=Vcc,Vt=2*Vcc/3,故 t="RC"*Ln[(1-1/3)/(1-2/3)]=RC*Ln2 = 注:以上exp()表示以e为底的指数函数;Ln()是e为底的对数函 解读电感和电容在交流电路中的作用 山东司友毓 一、电感 1.电感对交变电流的阻碍作用 交变电流通过电感线圈时,由于电流时刻都在变化,因此在线圈中就会产生自感电动势,而自感电动势总是阻碍原电流的变化,故电感线圈对交变电流会起阻碍作用,前面我们已经学习过,自感电动势的大小与线圈的自感系数及电流变化的快慢有关,自感系数越大,交变电流的频率越高,产生的自感电动势就越大,对交变电流的阻碍作用就越大,电感对交流的阻碍作用大小的物理量叫做感抗,用X L表示,且X L=2πfL。感抗的大小由线圈的自感系数L和交变电流的频率f共同决定。 2.电感线圈在电路中的作用 (1)通直流、阻交流,这是对两种不同类型的电流而言的,因为恒定电流的电流不变化,不能引起自感现象,所以对恒定电流没有阻碍作用,交流电的电流时刻改变,必有自感

电解电容寿命分析

电解电容寿命分析 像其它电子器件应用一样 , 电解电容同样遵循一种被称为“Bathtub Curve”的失效率曲线。 其表征的是一种普遍的器件(设备)失效率趋势。但在实际应用中,电解电容的设计可靠性一般以其实际应用中的期望寿命( Expected Life )作为参考。这种期望寿命表达的是一种磨损失效( wear-our failure )。如下图所示,在利用威布尔概率纸( Weibull Probability Paper )对电解电容的失效率进行分析时可看到在某一使用期后其累进失效率曲线 (Accumulated Fallure Rate) 斜率要远大于 1 ,这说明了电解电容的失效模式其实为磨损失效所致。 影响电解电容寿命的因素可分为两大部分: 1) 电容本身之特性。其中包括制造材料(极片、电解液、封口等)选择及配方,制造工艺及技术(封口方式、散热技术等)。 2) 电容设计应用环境(环境温度、散热方式、电压电流参数等)。 电容器件一旦选定,寿命计算其实可归结为自身损耗及热阻参数的求取过程。 1 、寿命评估方式 电解电容生命终结一般定义为电容量 C 、漏电流( I L)、损耗角( tan δ)这三个关键参数之一的衰退超出一定范围的时刻。在众多的寿命影响因素中,温升是最关键的一个。而温升又是使用损耗的表现,故额定寿命测试往往被定为“在最大工作温度条件下(常见的有 85degC 及 105degC ),对电容施以一定的 DC 及 AC 纹波后,电容关键参数电容量 C 、漏电流( IL )、损耗角( tan )的衰竭曲线”。如下图所示: 2 、环境温度与寿命的关系 一般地(并非绝对),当电容在最大允许工作环境温度以下工作时(一般最低到 + 40degC 的温度范围),电解电容的期望寿命可以根据阿列纽斯理论( Arrhenius theory )进行计算。该理论认为电容之寿命会随温度每十摄氏度的上升而减半(每上升十摄氏度将在原基础上衰减一半)。从而可以得到如下寿命曲线以及用于计算寿命的环境温度函数 f(T ): 环境温度函数 f(T ) : 在一些纹波电流很小以致其在 ESR 上损耗引起的温升远远小于环境温度的作用时(例如与几乎无纹波的 DC 电源并联使用),即可认为电容器里面的热点温度与环境温度相等。一般可以按下式进行寿命计算: L OP=LoXf(t)

MTBF寿命计算公式

寿命计算公式MTBF(平均间隔失效时间)预估 概述 MTBF之计算系依据军用手册MIL-HDBK-217F“电子设备之可靠性预估”来 进行,此部份涵盖了电子零件实际的应力关系、失效率。MIL-HDBK-217的 基本版本将保持不变,只有失效率的资料会更新。在评估过程之前,应确 定各元器件的相关特性(如基本失效率、质量等级,环境等级等等)。 定义 “MTBF”的解释为“平均间隔失效时间”而MTBF是由MIL-HDBK-217E.F 计算,以25℃环境温度为参考温度。 电解电容寿命预测 Rubycon品牌的电解电容的寿命计算公式 L X=Lr×2[(To-Tx)/10]×2(ΔTs/Ao-ΔTj/A), L X:预测寿命(Hr), Lr:制造商承诺的在最高工作温度(To)及额定纹波电流(Io)下的寿命, To:最高工作温度—105℃或85℃, Tx:实际外壳温度(℃), ΔTs:额定纹波电流(Io)下的电解电容中心温升(℃), ΔTj:实际纹波电流(Ix)下的电解电容中心温升(℃), A:A=10-0.25×ΔTj,(0≤ΔTj≤20) Ao:Ao=10-0.25×ΔTs, 其中 ΔTs=α×ΔTco=α×Io2×R/(β×S), ΔTj=α×ΔTcx=α×Ix2×R/(β×S), ΔTco:额定纹波电流(Io)下的电解电容外壳温升(℃), ΔTcx:实际纹波电流(Ix)下的电解电容外壳温升(℃), α:电解电容中心温升与外壳温升的比例系数, Ix:纹波电流的实际测量值(Arms), Io:额定的纹波电流值(Arms), R:电解电容的等效串连阻抗(Ω), S:电解电容的表面积(cm2),S=πD×(D+4L)/4,

法拉电容放电简单计算方法

法拉電容放電簡單計算方法 超級電容的特點 體積小,容量大,能量密度遠大於電解電容。 可以作為後備電源使用。ESR小,功率特性好,功率密度遠大於電池。可作為主電源的功率補償,保證短時間、大電流的需要。充放電次數10萬次以上。 過充和過放都不會對其電性能產生影響。 使用簡單,不需要特別的充放電控制電路。 綠色環保,無污染,免維護。 工作溫度範圍大,最低工作溫度,零下40攝氏度。 法拉電容放電簡單計算方法 T = (C×ΔU) / I T:放電時間,單位s C:電容容量,單位F ΔU:電壓降,是最高工作電壓與最低工作電壓的差,單位V I :放電電流,單位A ◆超級電容器充放電時間計算方法

一般應用在太陽能指示燈上時,LED都採用閃爍發 光,例如採用一顆LED且控制每秒閃爍放電持續時間為0.05秒,對超級電容器充電電流100mA,LED放電電流為15mA. 下面以2.5V50F在太陽能交通指示燈上的應用為例,超級電容器充電時間計算如下: C×dv=I×t C: 電容器額定容量; V:電容器工作電壓; I:電容器充電; t: 電容器充電時間 故2.5V50F超級電容器充電時間為: t =(C×dv)/I =(50×2.5)/0.1 =1250s 超級電容器放電時間為: C×dv-I×C×R=I×t C: 電容器額定容量; V:電容器工作電壓; I:電容器放電電流;

t: 電容器放電時間; R:電容器內阻 則2.5V50F超級電容器從2.5V放到0.9V放電時間為: t =C×(dv/I-R) =50×[(2.5-0.9)/0.015-0.02] =5332s 應用在LED上工作時間為5332/0.05=106640s=29.62小時 舉例如下︰ 如單片機應用系統中,應用超級電容作為後備電源,在掉電後需要用超級電容維持100mA的電流,持續時間為10s,單片機系統截止工作電壓為4.2V,那麼需要多大容量的超級電容能夠保證系統正常工作? 由以上公式可知︰ 工作起始電壓Vwork=5V 工作截止電壓Vmin=4.2V 工作時間t=10s 工作電源I=0.1A 那麼所需的電容容量為︰ C=(Vwork+ Vmin)It/( Vwork2 -Vmin2) =(5+4.2)*0.1*10/(5^2 -4.2^2) =1.25F

电容器和电容带电粒子在电场中的运动知识点+典型例题

电容器和电容 带电粒子在电场中的运动知识点 1.电容器 ⑴组成:任何两个彼此 又相互 的导体都可以组成一个电容器。 ⑵带电量:一个极板所带电量的 . ⑶电容器的充、放电 ①充电:使电容器带电的过程,充电后电容器两极板带上等量的 ,电容器中储存 . ②放电:使充电后的电容器失去电荷的过程,放电过程中 转化为其他形式的能. 2.电容 ⑴定义:电容器所带的 与电容器两极板间的电势差U 的比值. ⑵定义式:U Q C = . ⑶物理意义:表示电容器 本领大小的物理量. ⑷单位:法拉(F ) =F 1 F μ= pF 3.平行板电容器 ⑴影响因素:平行板电容器的电容与 成正比,与介质的 成正比,与 成反比. ⑵决定式:=C ,k 为静电力常量. 4.带电粒子在电场中的运动 ⑴带电粒子在电场中加速 带电粒子在电场中加速,若不计粒子的重力,则电场力对带电粒子做功等于 S A B L C

带电粒子 的增量. ①在匀强电场中,=W =qU = 2022121mv mv - ②在非匀强电场中:=W =2 022 121mv mv - ⑵带电粒子在匀强电场中的偏转 ①如果带电粒子以初速度0v 垂直场强方向进入匀强电场中,不考虑重力时,则带电粒子在电场中将做类平抛运动,如图所示. ②类平抛运动的一般处理方法:将粒子的运动分解为沿初速度方向的 运动和沿电场力方向的 运动.根据 的知识就可解决有关问题. ⑶基本公式:运动时间0 v l t = (板长为l ,板间距离为d ,板间电压为U ). 加速度=== m qE m F a . L v 0 y v v 0 v y θ θ

离开电场的偏转量==2 2 1at y . 偏转角== =0 tan v at v v y θ . 5.示波器 示波器是用来观察电信号随时间变化的情况,其核心部件是示波管,它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成,如图所示

电容器参数的基本公式

电容器参数的基本公式 1、容量(法拉) 英制:C = ( 0.224 ×K ·A) / TD 公制:C = ( 0.0884 ×K ·A) / TD 2、电容器中存储的能量 E = ? CV2 3、电容器的线性充电量 I = C (dV/dt) 4、电容的总阻抗(欧姆) Z = √[ R S2+ (X C–X L)2] 5、容性电抗(欧姆) X C= 1/(2πfC) 相位角Ф 理想电容器:超前当前电压90o 理想电感器:滞后当前电压90o 理想电阻器:与当前电压的相位相同 7、耗散系数(%) D.F. = tg δ(损耗角) = ESR / X C = (2πfC)(ESR) 8、品质因素 Q = cotan δ= 1/ DF 9、等效串联电阻ESR(欧姆) ESR = (DF) XC = DF/ 2πfC 10、功率消耗 Power Loss = (2πfCV2) (DF) 11、功率因数 PF = sin δ(loss angle) –cos Ф(相位角) 12、均方根 rms = 0.707 ×V p 13、千伏安KVA (千瓦) KVA = 2πfCV2×10-3 14、电容器的温度系数 T.C. = [ (C t–C25) / C25(T t–25) ] ×106

15、容量损耗(%) CD = [ (C1–C2) / C1] ×100 16、陶瓷电容的可靠性 L0/ L t= (V t/ V0) X (T t/ T0)Y 17、串联时的容值 n 个电容串联:1/C T= 1/C1+ 1/C2+ …. + 1/C n 两个电容串联:C T= C1·C2/ (C1+ C2) 18、并联时的容值 C T= C1 + C2+ …. + C n 19、重复次数(Againg Rate) A.R. = % ΔC / decade of time 上述公式中的符号说明如下: K = 介电常数 A = 面积TD = 绝缘层厚度V = 电压t = 时间RS = 串联电阻 f = 频率L = 电感感性系数δ= 损耗角Ф= 相位角L0 =使用寿命Lt = 试验寿命 V t= 测试电压V0 = 工作电压T t= 测试温度T0= 工作温度 X , Y = 电压与温度的效应指数。 电容的等效串联电阻ESR 普遍的观点是:一个等效串联电阻(ESR)很小的相对较大容量的外部电容能很好地吸收快速转换时的峰值(纹波)电流。但是,有时这样的选择容易引起稳压器(特别是线性稳压器LDO)的不稳定,所以必须合理选择小容量和大容量电容的容值。永远记住,稳压器就是一个放大器,放大器可能出现的各种情况它都会出现。 由于DC/DC 转换器的响应速度相对较慢,输出去耦电容在负载阶跃的初始阶段起主导的作用,因此需要额外大容量的电容来减缓相对于DC/DC 转换器的快速转换,同时用高频电容减缓相对于大电容的快速变换。通常,大容量电容的等效串联电阻应该选择为合适的值,以便使输出电压的峰值和毛刺在器件的Dasheet 规定之内。 高频转换中,小容量电容在0.01μF 到0.1μF 量级就能很好满足要求。表贴陶瓷电容或者多层陶瓷电容(MLCC)具有更小的ESR。另外,在这些容值下,它们的体积和BO M 成本都比较合理。如果局部低频去耦不充分,则从低频向高频转换时将引起输入电压降低。电压下降过程可能持续数毫秒,时间长短主要取决于稳压器调节增益和提供较大负载电流的时间。用ESR 大的电容并联比用ESR 恰好那么低的单个电容当然更具成本效益。然而,这需要你在PCB 面积、器件数目与成本之间寻求折衷。

电解电容寿命设计

一、电解电容寿命设计 本文主要是通过纹波电流的计算,然后通过电容的热等效模型来计算电容中心点的温度,在得到中心点温度后,也就是得到电容的工作点最高的问题后,通过电容的寿命估算公式来估算电容的设计寿命。 首先,电容等效成电容、电阻(ESR )和电感(ESL )的串联。关于此请参考其他资料,接下来演示电容寿命计算步骤: 1 、纹波电流计算 纹波电流计算是得到电容功率损耗的一个重要参数,在设计电容时候,我们必须首先确定下来电流的纹波大小,这和设计规格和具体拓扑结构相关。铝电解电容常被用在整流模块后以平稳电压,我们在选择好具体拓扑结构后,根据规格要求得到最小的电容值: 控制某一纹波电压所需的电容容值为: P: 负载功率(单位W ) 注意:这是应用所需要的最小电容容值。此外,电容容值有误差,在工作寿命期内,容值会逐步降低,随着温度降低,容值也会降低。 必须知道主线及负载侧的纹波电流数据。可以首先计算出电容的充电时间。 f main是电网电流的频率。 电容的放电时间则为:

充电电流的峰值为 dU 是纹波电压(U max – U min) 则充电电流有效值: 接下来计算放电电流峰值和有效值。 最后计算得出:整流模块后纹波电流: 这个有效值只是纹波电流的计算式,在复杂的市电输入的情况下,我们必须考虑各阶谐波的纹波有效值,也就是说要通过各阶谐波的有效值叠加,才是最后得到的电容纹波寿命计算的纹波,也就是需要将电流傅立叶分解。 2 、计算功率损耗 在得到纹波电流后,我们可以计算各阶电流的纹波损耗,然后将各阶纹波求和: 3 、计算电容中心点温度 得到功率损耗后,我们由电容的热等效模型(参考其他资料)计算中心点温度:

隔直电容

经常看到用一个电容做成的所谓的"隔直电路",如图1。这是没真正理解隔直的含义的表现。电容可以实现隔直,这是中学生的理解水平,搞电子的人不应该停留在这个水平。经常看到用一个电容做成的所谓的" 隔直电路",如图1。这是没真正理解隔直的含义的表现。电容可以实现隔直,这是中学生的理解水平,搞电子的人不应该停留在这个水平。这世界上并不存在绝对的"隔直流通交流"的电路。试问直流和交流的界限何在?1Hz 是交流,0.1Hz 是交流......无穷小的频率仍然是交流!无穷小频率的交流跟直流怎么区分?所谓隔直电路的本质是截止频率比较低的高通滤波器,如此而已!那么高通滤波器的结构是什么样的?最简单的RC 高通滤波器也是一个电容串联一个电阻,如图2。哪有一个电容就能工作的高通滤波器?也许某些隔直电路看起来只有一个电容,那是因为电容后面的负载本身有一定的输入等效电阻。如果后面是运放的高阻输入端,仅仅用一个电容就是错误的设计了。这种电路,不仅无法隔直,而且运放的输入偏置电流在电容上逐渐积分,最终会导致电容两端积累过高的电压致使运放输入电压超出正常的共模输入范围。因此,有人把这个电阻的作用解释为"直流泄放电阻",当然不能算错。但这种理解仍有隔靴搔痒的感觉,最根本的原因就是:这个电阻是高通滤波器的两个必要元件之一!即使后面的电路绝对没有偏置电流,这个电阻仍然不能少。如果后面的运放没有偏置电流,也没有输入电阻,这个电阻就变成了电容C1 与运放输入电容Ci 分压的电路。由于C1 >> Ci,在上电过程中,输入电平通过C1 对Ci 充电,将会有运放的输入电压IN1 ~IN。显然,直流信号通过了电容C1,根本没发生什么"隔直"事件!------------------------------------------------- 问题在哪呢?"因此,有人把这个电阻的作用解释为"直流泄放电阻",当然不能算错。但这种理解仍有隔靴搔痒的感觉,最根本的原因就是:这个电阻是高通滤波器的两个必要元件之一!"是不是这样?非也。R1 作为"直流泄放电阻"肯定没有问题。就是说,R1可以防止运放偏置电流积分而饱和。而R1要作为高通滤波的必要元件就勉强了。正巧,lzjnytttt出来反顶一下,我们两个持不同意见者几乎" 同时出现"来了,请大家仔细端详,有一定道理否:----------------------------------------- lzjnytttt 发表于2004 -4-1 21:49 技术交流←返回版面反顶一下!是不是可以这样理解?是不是可以这样理解:其实电容所谓的通交流,需要一端接地才能体现所谓的通(实际上在电容极板间没有电流通过),而直接与运放相连,运放的输入阻抗非常大,对电容这端就没有了地的呼应,所以图一是错误的。图二提供了电阻这个电容与地之间的通道,所以是正确的,但是电阻非常大之后,高通的效果是不是也不好了?lzjnytttt 发表于200 4-4-1 21:54 技术交流←返回版面是不是可以这样理解?以前对电容的通电流一直不太理解。今天这个问题是不是可以这样理解:1。电容的通交流实际上需要有地的呼应。2。图一的运放输入阻抗无穷大,使电容缺少了地的呼应,所以错。3。图二的电阻如果非常大的话,那么这个电容的高通效果是不是将变差?--------------------------------------------------- 如果后面的运放没有偏置电流,也没有输入电阻,这个电阻就变成了电容C1 与运放输入电容Ci 分压的电路。由于C1 >> Ci,在上电过程中,输入电平通过C1 对Ci 充电,将会有运放的输入电压IN1 ~IN。显然,直流信号通过了电容C1,根本没发生什么"隔直"事件!----这时过去的是直流信号吗?纵然是,也是"上"电的电,也不是信号的"电",上电结束后,后面的故事是什么?------------------------------------- 我初步认为:R1,包括运放输入电阻Ri,要说直到滤波电阻的作用,应当和上一级的输出阻抗一起产生作用,而不是由R1自己单独起作用。一般地,R1的选择,要考虑运放偏置电流的大小,不能随意选择,否则,选得太大,达不到泄放电流的目的,太小,输入输入阻抗又偏低,要综合考虑。-------------------------------------- 频率问题,个人认为也有点不妥,后面讨论。------------------------------------------------------------------------------------ 首先,我必须承认我的第一篇帖子举的例子有问题,导致这么多争论。我的本意是解释隔直电路的问题,但额外引入了运放输入偏置电流的问题,作为解释概念的文章,这样是不合适的。解释基本概念就应该尽可能简化问题,避免不必要的牵连。这对我可算一个有益的教训,感谢lm7556 网友的提醒。我重新系统表述我对隔直电路问题的理解,问题本身的讨论已经显得有些过分了,如果我下面的论证思路能对初学者有所启示,也就够了。 1. 基本概念所有讨论的基础概念:直流信号。(说明:这里的直流特指"恒定直流",不要忘了,脉动直流也是直流。) 1.1. 加窗的直流信号有人想的很简单化:恒定就是不随时间发生任何改变。其实没有这么简单,许多概念一旦绝对化就会带来无法解决的悖论——如果非要说某个信号s "绝对恒定",那就应该是:s = 某个常量,t=-∞→+∞ 这实际上是不可能的,连宇宙本身都可能是有限的。这种讨论会

纹波电容计算

本文主要是通过纹波电流的计算,然后通过电容的热等效模型来计算电容中心点的温度,在得到中心点温度后,也就是得到电容的工作点最高的问题后,通过电容的寿命估算公式来估算电容的设计寿命。 首先,电容等效成电容、电阻( ESR )和电感( ESL )的串联。关于此请参考其他资料,接下来演示电容寿命计算步骤: 1 、纹波电流计算,纹波电流计算是得到电容功率损耗的一个重要参数,在设计电容时候,我们必须首先确定下来电流的纹波大小,这和设计规格和具体拓扑结构相关。铝电解电容常被用在整流模块后以平稳电压,我们在选择好具体拓扑结构后,根据规格要求得到最小的电容值: 控制某一纹波电压所需的电容容值为: P: 负载功率(单位 W ) 注意:这是应用所需要的最小电容容值。此外,电容容值有误差,在工作寿命期内,容值会逐步降低,随着温度降低,容值也会降低。 必须知道主线及负载侧的纹波电流数据。可以首先计算出电容的充电时间。 f main是电网电流的频率。 电容的放电时间则为: 充电电流的峰值为 dU 是纹波电压( U max – U min)

则充电电流有效值: 接下来计算放电电流峰值和有效值。 最后计算得出:整流模块后纹波电流: 这个有效值只是纹波电流的计算式,在复杂的市电输入的情况下,我们必须考虑各阶谐波的纹波有效值,也就是说要通过各阶谐波的有效值叠加,才是最后得到的电容纹波寿命计算的纹波,也就是需要将电流傅立叶分解。 2 、计算功率损耗 在得到纹波电流后,我们可以计算各阶电流的纹波损耗,然后将各阶纹波求和: 3 、计算电容中心点温度 得到功率损耗后,我们由电容的热等效模型(参考其他资料)计算中心点温度: 其中: Th 电容为电容中心点温度 , 为电容最高温度,其值直接影响到电容寿命,是电容寿命计算公式中的重要参数。 Rth 为电容的热阻,其值和风速等有关 ,Ta 表示电容表面温度。 P Loss 为纹波电流的中损耗。 4 、计算电容寿命 得到电解电容中心点最高温度后,我们可以计算电容的寿命,各个电容生产厂商会有不同的电容寿命的计算参数,也有不同的电容寿命修正值,现我们介绍阿列纽斯理论来计算电容寿命,其公式是说,电容工作没下降 10 度,其寿命增加一倍,反过来也就是电容温度升高 10 度,电容寿命减小一倍:

电容器典型习题及含容电路计算

电容器动态问题与电势及电势能相结合 电容器动态问题与粒子受力相结合 一、 电容器、电容 1、 电容器:两个彼此绝缘又互相靠近的导体可构成一个电容器。 2、电容:1)物理意义:表示电容器容纳电荷的本领。 2)定义:电容器所带的电荷量Q(一个极板所带电量的绝对值)与两个极板间的电势差U 的比值叫做电容器的电容。 3)定义式:U Q U Q C ??= =,对任何电容器都适用,对一个确定的电容 器,电容是一个确定的值,不会随电容器所带电量的变化而改变。 4)单位: 5)可类比于水桶的横截面积。 3、电容器的充放电: 充电:极板带电量Q 增加,极板间场强E 增大; 放电:极板带电量Q 减小,极板间场强E 减小; 4、常见电容器有:纸质电容器,电解电容器,可变电容器,平行板电容器。电解电容器连接时应注意其“+”、“-”极。 二、平行板电容器 平行板电容器的电容kd s C r πε4=(平行板电容器的电容与两板正对面积成正比,与两板间距 离成反比,与介质的介电常数成正比)。是决定式,只对平行板电容器适应。 带电平行板电容器两极板间的电场可认为是匀强电场,d U E =。 三、平行板电容器动态分析 一般分两种基本情况: 1、电容器两极板电势差U保持不变。即平行板电容器充电后,继续保持电容器两极板与电池两极相连接,电容器的d、s、ε变化时,将引起电容器的C、Q、U、E的变化。 2、电容器的带电量Q保持不变。即平行板电容器充电后,切断与电源的连接,使电容器的d、s、ε变化时,将引起电容器的C、Q、U、E的变化。 进行讨论的物理依据主要是三个: (1)平行板电容器的电容与极板距离d、正对面积S、电介质的介电常数ε间的关系:kd S C r πε4= (2)平行板电容器内部是匀强电场,d U E = S kQ r επ4= 。 (3)电容器每个极板所带电量Q=CU。 平行板电容器的电容为C ,带电量为Q ,极板间的距离为d . 在两极板间的中点放一电量很小的点电荷q .它所受的电场力的大小等于 () A .8kQq/d 2 B .4kQq/d 2 C .Qq/Cd D .2Qq/Cd

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