Расчет тока через конденсатор: Онлайн расчет сопротивления конденсатора Xc и индуктивности Xl переменному току | hardware

Расчёт реактивного сопротивления конденсатора и индуктивности. Онлайн калькулятор.

Прежде, чем мы приступим к расчётам разнообразных пассивных и активных фильтров, не плохо было бы сориентироваться в пространстве и задуматься – а за счёт чего происходит процесс частотной фильтрации сигналов, какой неведомый зверь должен выбежать на свист царевича после преобразования частотно-зависимыми цепями, и что это за цепи такие – частотно-зависимые?

Большая Энциклопедия Нефти и Газа учит нас, что частотно-зависимыми цепями называются электрические цепи с использованием емкостных и резистивных элементов. Спасибо, господа нефтяники и газовики – будем знать. От себя добавлю, что индуктивные элементы в частотно-зависимом хозяйстве также иногда пригождаются.

Для постоянного тока ни конденсаторы, ни катушки индуктивности никакого интереса не представляют. Сопротивление идеального конденсатора – бесконечность, индуктивности – ноль. Другое дело – переменный ток, тут наши частотно-зависимые элементы, начинают приобретать определённые значения сопротивлений, называемые реактивными сопротивлениями.

Ясен пень, значения этих сопротивлений зависят от частоты протекающего тока. Для особо продвинутых, вымучаю из себя умную фразу – “Реактивное сопротивление – электрическое сопротивление переменному току, обусловленное передачей энергии магнитным полем в индуктивностях или электрическим полем в конденсаторах”.

Графики, фазовые сдвиги, интегралы и прочие атрибуты студенческих знаний, как правило, мало кого интересуют. Если я не прав, пусть первыми бросят в меня камень и с лёгкостью найдут необходимую информацию на других сайтах. А мы ребята весёлые, поэтому сразу перейдём к делу и напишем всего пару формул:

Xс = 1 / 2πƒС,   Xl = 2πƒL, где
Xc – сопротивление конденсатора переменному току, а Xl – сопротивление индуктивности переменному току.

РИСУЕМ ТАБЛИЧКУ ДЛЯ РАСЧЁТА РЕАКТИВНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ КОНДЕНСАТОРА

Ёмкость конденсатора С		пФнФ МкФ
Подаваемая частота f		Гц кГцМГц
Реактивное сопротивление Xc (Ом)
Реактивное сопротивление Xc (кОм)

ТО ЖЕ САМОЕ ДЛЯ РАСЧЁТА РЕАКТИВНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ИНДУКТИВНОСТИ

Индуктивность катушки L		ГнмГнмкГн
Подаваемая частота f		Гц кГцМГц
Реактивное сопротивление Xl (Ом)
Реактивное сопротивление Xl (кОм)

В реальной жизни конденсаторы, помимо ёмкости, обладают также собственными последовательным и параллельным сопротивлениями и индуктивностью, а катушки индуктивности – омическим сопротивлением провода обмотки и межвитковой паразитной ёмкостью.

Нужно Вам вооружаться этими знаниями, или нет, судить не возьмусь, а вот то, что электролитические конденсаторы имеют обыкновение иногда взрываться при превышении допустимых уровней напряжений, либо перегреве, вызванным утечками вследствие старения – знать надо обязательно.
Делают они это, ни кем не посоветовавшись, эффектно, громко, с выделение токсичных паров электролита в виде облака из дыма, и с лёкгостью могут выбить глаз пытливому радиолюбителю.
Так что, если не хотите превратиться в одноглазого шахматиста из Васюков, соблюдайте технику безопасности, покупайте электролиты приличных производителей.

 

Конденсатор в цепи постоянного тока

УчебаФизика

Калькуляторы рассчитывают параметры разрядки и зарядки конденсатора от источника постоянной ЭДС через сопротивление.

Калькуляторы рассчитывают параметры разрядки и зарядки конденсатора от источника постоянной ЭДС через сопротивление. Формулы, по которым идет расчет, приведены под калькуляторами.

Заряд конденсатора от источника постоянной ЭДС

ЭДС источника, Вольт

Сопротивление, Ом

Емкость, микроФарад

Время зарядки, миллисекунд

Точность вычисления

Знаков после запятой: 2

Постоянная времени RC-цепи, миллисекунд

 

Время зарядки конденсатора до 99.2%, миллисекунд

 

Начальный ток, Ампер

 

Максимальная рассеиваемая мощность, Ватт

 

Напряжение на конденсаторе, Вольт

 

Заряд на конденсаторе, микроКулон

 

Энергия конденсатора, миллиДжоуль

 

Работа, совершенная источником, миллиДжоуль

 

Разряд конденсатора через сопротивление

Начальное напряжение, В

Начальное напряжение на конденсаторе, Вольт

Сопротивление, Ом

Емкость, микроФарад

Время разрядки, миллисекунд

Точность вычисления

Знаков после запятой: 2

Начальная энергия конденсатора, миллиДжоуль

 

Начальный заряд конденсатора, микроКулон

 

Постоянная времени RC-цепи, миллисекунд

 

Начальный ток, Ампер

 

Максимальная рассеиваемая мощность, Ватт

 

Конечный заряд конденсатора, микроКулон

 

Конечная энергия конденсатора, миллиДжоуль

 

Конечное напряжение конденсатора, Вольт

 

Понять приводимые ниже формулы поможет картинка, изображающая электрическую схему заряда конденсатора от источника постоянной ЭДС (батареи):

Итак, при замыкании ключа К в цепи пойдет электрический ток, который будет приводить к заряду конденсатора.
По закону Ома сумма напряжений на конденсаторе и резисторе равна ЭДС источника, таким образом:

При этом заряд и сила тока зависят от времени. В начальный момент времени на конденсаторе нет заряда, сила тока максимальна, также как и максимальна мощность, рассеиваемая на резисторе.

Во время зарядки конденсатора, напряжение на нем изменяется по закону

где величину

называют постоянной времени RC-цепи или временем зарядки конденсатора.
Вообще говоря, согласно уравнению выше, заряд конденсатора бесконечно долго стремится к величине ЭДС, поэтому для оценки времени заряда конденсатора используют величину
— это время, за которое напряжение на конденсаторе достигнет значения 99,2% ЭДС.
Заряд на конденсаторе:

Энергия, запасенная в конденсаторе:

Работа, выполненная источником ЭДС:

Ссылка скопирована в буфер обмена

Похожие калькуляторы

• • Работа и мощность тока
• • Закон Ома
• • Время разряда аккумулятора в зависимости от тока нагрузки
• • Энергия и мощность ветра
• • Закон Кулона
• • Раздел: Физика ( 48 калькуляторов )

 емкость заряд конденсатор мощность напряжение постоянный ток сопротивление ток Физика ЭДС электричество энергия

 PLANETCALC, Конденсатор в цепи постоянного тока

Timur2020-11-03 14:19:29

РАСЧЕТ

КВАР В АМПЕР – Помехи напряжения

Для выбора защиты от перегрузки по току часто необходимо рассчитать полный ток нагрузки конденсаторной батареи.

Интересная часть расчета коэффициента мощности для тока полной нагрузки конденсатора заключается в том, что существует множество параметров и переменных, которые необходимо учитывать. Многие из этих параметров могут быть неизвестны в то время, и необходимо сделать инженерные расчеты. Вот некоторые переменные, определяющие ток конденсаторной батареи:

• Допустимое отклонение конденсатора
• Допуск по напряжению
• Гармоники в системе

КВАР В АМПЕРЫ – ТРЕХФАЗНЫЙ

 

КВАР В АМПЕР – ОДНОФАЗНЫЙ

Например, ток конденсатора 25 кВАр можно рассчитать как 5 % для однофазной системы с допуском конденсатора 01 В для однофазной системы на 7200 В. % допуск по напряжению.

 

Калькулятор коэффициента мощности

 

Непрерывный ток конденсатора

Непрерывный основной ток однофазного конденсатора определяется по формуле:

Непрерывный основной ток трехфазного конденсатора определяется по формуле:

2 90ac Банк 1200кВАР. Каждый блок рассчитан на 400 кВАр при 7,2 кВ

Для системы, показанной на рисунке выше, конденсаторы рассчитаны на 400 кВАр при 7,2 кВ. Отдельные конденсаторы соединены с нейтралью линии. Линейное напряжение Системы составляет 12 470 В. Нетто-рейтинг банка составляет 400*3=1200кВАр. Чтобы рассчитать ток полной нагрузки, введите 1 200 кВАр в качестве номинального значения и напряжение 12 470 В в трехфазном калькуляторе выше. При необходимости используйте дополнительные допуски.

Другие факторы, влияющие на непрерывный ток конденсатора

Хотя ток конденсатора можно рассчитать с помощью приведенных выше уравнений, он будет не очень точным из-за различных других факторов, влияющих на уравнение тока. Каждый из них обсуждается ниже:

Допуск конденсатора

IEEE STD 18-2012, который является стандартом для конденсаторов шунтовой мощности, допускает допуск конденсатора в пределах 0-10%. Этот допуск может составлять +15% в соответствии со стандартом IEC. Это означает, что конденсатор с паспортной табличкой на 100 кВАр может обеспечивать реактивную мощность от 100 до 115 кВАр и, следовательно, потреблять больший ток.

Обычно можно получить производственный допуск у производителя или измерить емкость и определить допуск.

Допуск по напряжению

Конденсаторы предназначены для непрерывной работы при номинальном напряжении или ниже его. Напряжение электросети редко приближается к номинальному значению, отклонение +/- 5% считается нормальным. В некоторых местах и ​​объектах допуск может составлять даже +/- 10%.

Допуск по напряжению устанавливается различными национальными стандартами, такими как

АНСИ С84.1 .

Конденсаторы, соответствующие стандарту IEEE 18, способны работать при следующих условиях аварийного напряжения:

• 110 % номинального среднеквадратичного значения напряжения
• 120 % номинального пикового напряжения

Выходная реактивная мощность конденсатора зависит от напряжения системы на основе следующего уравнения:

Где Q ₁ — реактивная мощность при напряжении В ₁ и Q ₂ — реактивная мощность при напряжении В ₂ .

Несмотря на то, что конденсатор может работать при 10% перенапряжении, он также будет потреблять соответствующий более высокий ток, который необходимо учитывать при расчете тока.

Допустимое отклонение частоты

Изменение частоты повлияет на поток реактивной мощности от конденсатора. Однако в современных электрических сетях изменение частоты незначительно и, следовательно, им можно пренебречь при расчете тока конденсатора.

Уравнение для расчета изменения реактивной мощности в зависимости от частоты питания:

Где Q ₁ — реактивная мощность с частотой f ₁ , а Q ₂ — реактивная мощность с частотой f ₂ .

Гармоники

Когда конденсаторы помещаются в энергосистему для коррекции коэффициента мощности, это меняет поведение системы. Конденсатор представляет собой путь с низким импедансом для гармонических токов. Гармоническое напряжение, присутствующее в системе (из-за наличия нелинейных нагрузок), создаст дополнительный гармонический ток в конденсаторах. Этот ток может вызвать дополнительный нагрев и в конечном итоге привести к выходу из строя конденсатора, если он не спроектирован должным образом.

Для учета наличия неизбежных гармонических токов, допусков по напряжению и производственных допусков стандарт IEEE STD 18 указывает, что конденсаторы должны быть способны работать при 135% номинального среднеквадратичного значения тока на основе номинального значения квар и номинального напряжения.

При расчете тока конденсатора рекомендуется учитывать номинал 135%, чтобы можно было правильно подобрать устройства защиты от перегрузки по току.

Выбор кабелей конденсаторной батареи и устройств перегрузки по току

Как обсуждалось ранее, при выборе кабеля и устройства защиты от перегрузки по току для батарей конденсаторов необходимо учитывать следующие моменты: 15 % [IEC] от значения, указанного на паспортной табличке.

Напряжение, при котором применяются конденсаторы, может варьироваться в пределах +5% или даже до +10%. Напряжение ниже номинального значения не имеет, так как более низкое напряжение приведет к более низкому току конденсатора.

Гармоники могут создавать дополнительный ток в конденсаторах в диапазоне от +20% до +35% от номинального тока.

Принимая во внимание все вышеперечисленные факторы, размеры кабелей, автоматического выключателя и предохранителей должны быть подобраны.

Например, если принять во внимание допуск конденсатора 15 %, допуск напряжения 10 % и дополнительный ток 20 % из-за гармоник, то основной ток полной нагрузки конденсатора необходимо умножить на 1,15*1,10*1,20=1,518.

Типичные значения размеров кабелей и автоматических выключателей в 1,3-1,5 раза превышают номинальный ток полной нагрузки конденсаторной батареи.

 

Дополнительные показания:

Падение напряжения переменного тока и коэффициент мощности системы

Регулирование напряжения

Калькулятор коэффициента мощности

Как измерить реактивную мощность ?

Как рассчитать реактивную мощность трансформатора?

 

Конденсатор в цепи постоянного тока

  Изучение  Физика

Эти онлайн-калькуляторы вычисляют различные параметры для зарядки и разрядки конденсатора с резистором

Эти онлайн-калькуляторы вычисляют различные параметры для зарядки и разрядки конденсатора резистор. Формулы, используемые для расчетов, находятся под калькуляторами.

Зарядка конденсатора резистором

Напряжение источника питания, Вольт

Резистор, OHMS

Стоимость конденсатора, микрофарады

Время зарядки, миллисекунд

Точность

цифры после десятичной точки: 2

Временные константы, миллисекунды

5 Константы.

 

Начальный ток, Амперы

 

Максимальная рассеиваемая мощность, Вт

 

Напряжение конденсатора, Вольт

,

Заряды конденсатора0005

Energy Energy, Millijoules

Работа по источнику питания, Millijoules

Сбросьте конденсатор с резистором

Начальное напряжение конденсатора, Volts

CEOSSOR. миллисекунды

Точность расчета

Знаки после запятой: 2

Начальная энергия конденсатора, миллиДжоули

 

Первоначальный заряд конденсатора, микрокулумбс

Временная постоянная, миллисекунды

Начальный ток, Amperes

Maximum Power Dissipation, Watts

Final Capacitor Заряд, Microcoulombs

Final Capacitor, Microcoulombs

Final Capacitor.

 

Конечное напряжение конденсатора, Вольт

 

Ниже представлена ​​электрическая схема зарядки конденсатора от блока питания.

После замыкания ключа К постоянный ток начинает заряжать конденсатор.
По закону Ома сумма напряжений конденсатора и резистора равна напряжению источника питания.

Заряд конденсатора и ток зависят от времени. В начальный момент заряда на конденсаторе нет, следовательно, ток максимален, как и мощность, рассеиваемая на резисторе.