Fórmulas de Capacitância: Guia Definitivo

Equações-chave e cálculos para capacitores e capacitância em circuitos eletrônicos, incluindo carga, valor . . .

O tutorial de capacitância inclui:

Capacitância | Fórmulas de capacitores | Reatância capacitiva | Capacitores Paralelos e Série | Constante dielétrica e permissividade relativa | Fator de dissipação, tangente de perda, ESR | Tabela de conversão de capacitores

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Existem muitos cálculos e equações associadas aos capacitores. As equações e cálculos de reatância do capacitor são comuns, mas existem muitos outros cálculos de capacitores que podem precisar ser realizados.

Equações de capacitores e cálculos de capacitores incluem muitos aspectos da operação do capacitor, incluindo a carga do capacitor, cálculos de reatância do capacitor de tensão do capacitor e muito mais.

As equações fundamentais do capacitor ou fórmulas e cálculos são muito úteis em várias áreas do projeto de circuitos eletrônicos. Embora possam parecer úteis apenas para situações teóricas e acadêmicas, essas equações e cálculos também podem ser muito úteis em cenários práticos.

Compreender o nível de carga armazenada, as tensões presentes e similares são particularmente úteis.

FÓRMULAS BÁSICAS DE CAPACITÂNCIA

As equações básicas do capacitor ligam a capacitância com a carga mantida no capacitor e a tensão entre as placas.

A capacitância é definida como a capacidade de um componente ou circuito elétrico ou eletrônico de coletar e armazenar energia na forma de uma carga elétrica. É a quantidade de carga elétrica armazenada em um condutor para uma determinada diferença de potencial elétrico.

A partir disso, é possível definir a equação básica para capacitância:

Onde
C é a capacitância em Farads
Q é a carga mantida nas placas em coulombs
V é a diferença de potencial entre as placas em volts

É útil ser capaz de lembrar a equação básica para capacitância. É usado em várias aplicações de projeto de circuitos elétricos e eletrônicos.

Para fazer isso, é útil usar um triângulo de memória semelhante ao triângulo da lei de Ohm, mas usando as variáveis ​​de capacitância.

É muito simples usar o triângulo de cálculo de capacitância. Simplesmente encobrir a quantidade desconhecida e, em seguida, calcule-a a partir das outras duas. Se estiverem alinhados, são multiplicados, mas se um estiver em cima do outro, devem ser divididos.

Por exemplo, se Q é exigido de um conhecimento de C e V, então, porque C e V estão na parte inferior do triângulo, e eles estão próximos um do outro, então podemos ver que Q = C x V.< etc.

O resumo acima apresenta todas as variações da fórmula para que possam ser lembradas com muita facilidade.

Cálculo de Capacitância ou Capacitor de Placas Paralelas

Um dos cálculos básicos importantes associados à capacitância é poder calcular a capacitância de um capacitor de placas paralelas.

Usando as fórmulas relevantes, é possível prever com precisão a capacitância de um capacitor a partir do conhecimento da área das placas, da separação entre elas e da permissividade relativa ou constante dielétrica do material entre as duas placas.

Usando esta equação e teoria básica, também é possível entender os níveis de capacitância parasita em placas de circuito impresso e outros aspectos do projeto de circuitos eletrônicos.

Com as velocidades nos circuitos eletrônicos aumentando rapidamente à medida que a tecnologia para circuitos integrados e similares melhora, os níveis de capacitância parasita das trilhas, etc., tornam-se cada vez mais importantes e podem afetar significativamente a operação do circuito. Assim, é necessário levar isso em consideração para muitos projetos de circuito.

É possível deduzir a capacitância de um capacitor da equação abaixo. As placas devem ser do mesmo tamanho.

Onde:
C = capacitância em Farads
ε _r = permissividade relativa para aquele meio
ε ₀ = permissividade do espaço e é igual a 8,854×10 ^-12 F/m
A = área de uma placa em metros quadrados
d = distância entre as duas placas em metros

Determinar a capacitância para um capacitor de placa é muito útil para onde capacitores planos comuns devem ser usados. No entanto, às vezes é necessário determinar a capacitância de um capacitor tubular. Um exemplo disso é quando é necessário determinar a capacitância de um comprimento de alimentador coaxial.

Isso pode ser feito facilmente usando uma versão ligeiramente modificada da fórmula para o capacitor de placa que foi adaptada para acomodar a geometria diferente do capacitor tubular.

C=2 π εr ε0euregistro (umab)C=2π εr ε0llog(ab)

Estes são os casos mais utilizados onde é necessário calcular a capacitância de um item. É possível derivar as fórmulas relevantes para outras geometrias, mas elas tendem a ser mais individuais e pouco utilizadas.

A constante dielétrica e a permissividade relativa são usadas nessas equações. Obter uma maior compreensão. . .

ENERGIA ARMAZENADA EM UM CAPACITOR

Outra equação importante associada aos capacitores é determinar a quantidade de energia armazenada no capacitor.

A energia armazenada no capacitor é igual ao trabalho que foi necessário para estimular a carga no capacitor.

Se a tensão em qualquer instante for “v”, e uma pequena quantidade de carga δq for transferida a essa tensão, então o trabalho realizado será v δq.

Portanto, o trabalho total realizado e, portanto, a energia armazenada no capacitor é:

Essas equações e fórmulas são muito úteis em muitas áreas do projeto de circuitos eletrônicos para determinar o nível de carga em um capacitor. Isso pode ser muito importante em muitas situações, incluindo projeto de fonte de alimentação, determinação da capacidade necessária para capacitores usados ​​para situações de interrupção onde a energia pode ser interrompida e muitas outras situações.

As equações básicas para capacitores e sua capacitância permitem calcular os níveis de capacitância, juntamente com a energia armazenada dentro deles. Estas são algumas das principais fórmulas básicas e atributos necessários para a teoria básica do capacitor.

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