Естественные науки
Как вычислить емкость плоского конденсатора?
Мне необходимо составить зависимость для емкости датчика. Датчик емкостной. Действует как обычный плоский конденсатор. Проблема в том, что обычная формула не подходит. При ее вычислении было сделано допущение что площадь пластин большая а расстояние между ними маленькое и соответственно сегментом поля по краям можно пренебречь. У меня пластины малы а расстояние не такое уж и маленькое так что пренебречь этим сегментом нельзя.
По сопротивлению


Татьяна Шаповалова
Не подойдет. Во первых сопротивление конденсатора зависит от частоты а частота будет плавающей. Во вторых его собственное сопротивление очень большое колебания не заметить. Мне нужна именно зависимость от габаритов. Площади обкладки расстояния между ними и прочее.
Да, краевые эффекты при расчете плоского конденсатора обычно не учитывают, хотя роль их значительна.
Что такое емкость вообще? Бывает абсолютная (по отношению, как принято говорить, к Земле, потенциал которой выбирают равным нулю, а ее емкость — бесконечности) и относительная — по отношению к другой пластине. Роль абсолютной растет с ростом частоты, на которой она определяется, относительная более-менее постоянна, если не применяется диэлектрик с частотно-зависимыми свойствами.
Итак, краевая емкость. При малых геометрических размерах она может подключаться и к массивным элементам, которые тоже называют "землей", и чем эти размеры меньше, тем ее влияние выше. Обусловлена она высокой напряженностью электрического поля "на острие", как у молниеотвода — заостренного провода, соединенного с настоящей Землей.
Получается, что чем больше расстояние между пластинами конденсатора и меньше размеры, тем больше влияние этих краевых эффектов за счёт большей напряженности поля конденсатор-"земля". И ничего с этим не поделаешь — абсолютную емкость исключить никак нельзя, ее можно лишь увеличить, окружив систему металлическим корпусом, и тем больше увеличить, чем меньше его размеры.
Существуют методы расчета краевой емкости, однако они появились лишь в связи с микрополосковыми линиями передачи, работающими на СВЧ. Не уверен, что подойдут в данном случае. Строить же всю электродинамическую картину накладно. Не проще ли измерить емкость в нескольких точках и прикинуть составляющую абсолютной емкости?
Впрочем, можно воспользоваться данными эксперимента и построить хар-ку не аналитически, а численно? В системе есть микропроцессор? Вот в него и записать хар-ку по точкам.
В любом случае, это можно обсудить.
Что такое емкость вообще? Бывает абсолютная (по отношению, как принято говорить, к Земле, потенциал которой выбирают равным нулю, а ее емкость — бесконечности) и относительная — по отношению к другой пластине. Роль абсолютной растет с ростом частоты, на которой она определяется, относительная более-менее постоянна, если не применяется диэлектрик с частотно-зависимыми свойствами.
Итак, краевая емкость. При малых геометрических размерах она может подключаться и к массивным элементам, которые тоже называют "землей", и чем эти размеры меньше, тем ее влияние выше. Обусловлена она высокой напряженностью электрического поля "на острие", как у молниеотвода — заостренного провода, соединенного с настоящей Землей.
Получается, что чем больше расстояние между пластинами конденсатора и меньше размеры, тем больше влияние этих краевых эффектов за счёт большей напряженности поля конденсатор-"земля". И ничего с этим не поделаешь — абсолютную емкость исключить никак нельзя, ее можно лишь увеличить, окружив систему металлическим корпусом, и тем больше увеличить, чем меньше его размеры.
Существуют методы расчета краевой емкости, однако они появились лишь в связи с микрополосковыми линиями передачи, работающими на СВЧ. Не уверен, что подойдут в данном случае. Строить же всю электродинамическую картину накладно. Не проще ли измерить емкость в нескольких точках и прикинуть составляющую абсолютной емкости?
Впрочем, можно воспользоваться данными эксперимента и построить хар-ку не аналитически, а численно? В системе есть микропроцессор? Вот в него и записать хар-ку по точкам.
В любом случае, это можно обсудить.
Татьяна Шаповалова
В моем случае краевые эффекты благо. У меня между пластинами брусок изолятора до 10 см толщиной. А пластины всего десяток сантиметров. В итоге центральный сегмент поля дает емкость порядка 8 мкФ. Слишком мало. Аналитическая зависимость не подойдет так как материал изолятора и толщина бруска меняется. Да и хотелось бы иметь точную зависимость. Формула должна существовать в виде формулы для емкости параллельных проводников. Практически уверен, что там пренебрегли тем что провода циллиндрические и расценивали их как две параллельные пластины.
Похожие вопросы
- В плоском конденсаторе диэлектриком является пластинка слюды толщиной 3 мм...
- какую емкость нужно конденсаторов поставить чтобы заменить автомобильный аккумулятор 12v 60a.ч
- как заряжается плоский конденсатор?
- Как найти ток утечки плоского конденсатора?
- Вывод напряженности и электроемкости Вывести Е и С для плоского конденсатора, когда d << S^1/2.
- Какой емкости должен быть конденсатор, чтобы сила тока при коротком замыкании при 220 v была равна силе тока в розетке?
- Вопрос по емкости конденсатора.
- Какой емкости должен быть конденсатор при 220 В, чтобы дать смертельный ток для человека?
- Какая ёмкость конденсатора нужна, чтобы выпрямить сетевой ток?
- Какая сила тока в этих конденсаторах при емкости 3000 фарад?