Condensadores são usados em sistemas eléctricos para armazenar pequenas quantidades de carga eléctrica, e, em seguida, a descarga quando a carga é necessária. A maioria dos produtos eletrônicos comuns contêm vários capacitors- eles são usados em carros, televisores e computadores. A física de carga dos condensadores e a descarga são bem conhecidas, e é uma tarefa relativamente simples para calcular a tensão através do condensador.
Calcula-se a tensão para um condensador de estado estacionário --- nem de carregamento nem a descarga. Neste caso, a diferença de potencial eléctrico entre os terminais de ânodo e cátodo do condensador depende da carga armazenada do condensador e a sua capacitância.
V = Q / C
Onde:
V = voltagem através do condensador
Q = carga armazenada no condensador
C = capacitância
Portanto, se você sabe a quantidade de carga armazenada no capacitor e sua capacitância, é possível calcular a tensão sobre o capacitor carregado. Por exemplo, se um de quatro microfarad capacitores lojas quatro microcoulombs de carga, a tensão sobre o capacitor seria um volt.
Calcule a tensão de um capacitor de carga --- em uma série de circuitos RC sem um resistor do capacitor iria cobrar instantaneamente, com uma tensão igual à tensão da fonte de potência de saída. Neste caso, a tensão através do condensador varia com o tempo, como:
V (t) = V_source * [1 - e ^ (- t / RC)]
Onde:
V (t) = tensão variável com o tempo através do condensador
V_source = tensão de alimentação constante (como a partir de uma bateria, por exemplo)
t = tempo
R = resistência da resistência
C = capacitância
Pode, por conseguinte, calcular a tensão através do condensador em qualquer momento depois de ser ligado a uma fonte de alimentação. Como você pode ver a partir da equação, quanto ele ganha grandes (lotes de tempo decorrido), a tensão sobre o capacitor se aproxima V_source.
Como exemplo, suponha que você queira calcular a tensão em um capacitor de cinco farad ligados em série com uma bateria de nove volts e uma resistência de seis ohm 30 segundos depois de fechar o circuito. Nesse caso:
V (30 seg) = 9 volts [1 - e ^ (- 30 segundos / 6ohms5farads)]
V (30 seg) = 9 * [1 - e ^ (- 1)]
V (30 seg) = 5,69 volts
Calcula-se a tensão para um condensador de descarga --- em uma série de circuitos RC sem um resistor o condensador descarregar seria instantaneamente, com uma tensão igual à tensão da fonte de alimentação de saída. Semelhante a um condensador de carga, a tensão através de um condensador de descarga varia também com o tempo:
V (t) = V_start * e ^ (- t / RC)
Onde:
V (t) = tensão variável com o tempo através do condensador
V_start = tensão inicial no capacitor, calculado usando a acima steady state fórmula V = Q / C
t = tempo
R = resistência da resistência
C = capacitância
Por conseguinte, é possível calcular a tensão através de um condensador em qualquer ponto depois de o condensador começou a descarga através de um circuito para um resistor.
Por exemplo, suponha que você queira calcular a tensão em um capacitor de cinco farad ligados em série com um resistor de seis ohm 30 segundos depois de fechar a de circuitos a tensão inicial no capacitor é de nove volts.
V (30 seg) = 9 volts e ^ (- 30 segundos / 6ohms5farads)
V (30seg) = 9 * e ^ (- 1)
V (30seg) = 3.31 volts