Kalkulator reaktancji pojemnościowej

Reaktancja pojemnościowa (Xc)
Dalej

Kondensator nie ma stałej rezystancji wobec prądu przemiennego — ma natomiast reaktancję pojemnościową, oznaczaną Xc, która maleje wraz ze wzrostem częstotliwości. Przy niskich częstotliwościach kondensator blokuje sygnał niemal całkowicie; przy wysokich przepuszcza go swobodnie. To właśnie ta cecha sprawia, że kondensatory pełnią rolę kondensatorów sprzęgających, odsprzęgających, elementów filtrów i obwodów czasowych. Ten kalkulator przyjmuje częstotliwość w hercach i pojemność w mikrofaradach, a następnie natychmiast podaje reaktancję pojemnościową w omach, dzięki czemu możesz dobrać kondensator sprzęgający, zaprojektować częstotliwość graniczną filtra górnoprzepustowego lub sprawdzić odsprzęganie zasilacza bez liczenia na piechotę.

Jak korzystać z kalkulatora reaktancji pojemnościowej

  1. 1

    Wpisz częstotliwość

    Wpisz częstotliwość sygnału w hercach (Hz). Sieć energetyczna to 50 lub 60 Hz; pasmo audio sięga mniej więcej od 20 Hz do 20 kHz; częstotliwości radiowe są znacznie wyższe.

  2. 2

    Wpisz pojemność

    Wpisz wartość kondensatora w mikrofaradach (µF). W razie potrzeby przelicz: 1 nF = 0,001 µF i 1000 pF = 0,001 µF.

  3. 3

    Odczytaj reaktancję

    Reaktancja pojemnościowa Xc pojawia się od razu w omach (Ω) — nie trzeba naciskać żadnego przycisku, wynik aktualizuje się w trakcie pisania.

Wzór

Reaktancję pojemnościową określa wzór:

Xc = 1 / (2 × π × f × C)

gdzie f to częstotliwość w hercach (Hz), a C to pojemność w faradach (F). Wynik Xc jest w omach (Ω). Reaktancja jest odwrotnie proporcjonalna zarówno do częstotliwości, jak i do pojemności: podwojenie częstotliwości zmniejsza Xc o połowę; podwojenie pojemności również zmniejsza Xc o połowę. Postać kątowa to Xc = 1 / (ω × C), gdzie ω = 2 × π × f.

Ponieważ tutaj dane wejściowe podaje się w mikrofaradach, narzędzie najpierw je przelicza: C (F) = C (µF) × 10⁻⁶.

Przykład rozwiązany

Weźmy f = 60 Hz i C = 100 µF (= 100 × 10⁻⁶ F):

2 × π × f = 2 × π × 60 ≈ 376,99
Xc = 1 / (376,99 × 100 × 10⁻⁶)
   = 1 / 0,037699
   ≈ 26,53 Ω

Kondensator 100 µF stawia więc sygnałowi 60 Hz opór około 26,5 Ω — na tyle mały, by pełnić rolę użytecznego odsprzęgania przy częstotliwości sieciowej.

Reaktancja dla typowych wartości

Częstotliwość (f) Pojemność (C) Reaktancja Xc
60 Hz 100 µF ≈ 26,53 Ω
60 Hz 1 µF ≈ 2653 Ω
1 kHz 1 µF ≈ 159,2 Ω
10 kHz 0,1 µF ≈ 159,2 Ω
1 MHz 0,001 µF ≈ 159,2 Ω

Pułapki, których warto unikać

  • Jednostki mają znaczenie. To narzędzie oczekuje herców i mikrofaradów. 1 nF = 0,001 µF i 1000 pF = 0,001 µF; 1 mF = 1000 µF. Mieszanie przedrostków przesuwa Xc o rzędy wielkości.
  • Reaktancja to nie rezystancja. Xc magazynuje i oddaje energię, zamiast ją rozpraszać, dlatego dodaje się do rezystancji wektorowo: impedancja całkowita wynosi Z = √(R² + Xc²), a nie R + Xc.
  • Przy prądzie stałym (f → 0) reaktancja jest nieskończona. Kondensator blokuje prąd stały; ten kalkulator dla bezpieczeństwa zwraca 0, gdy częstotliwość lub pojemność wynosi zero, ponieważ wartość idealna byłaby nieokreślona.
  • Rzeczywiste kondensatory mają ESR i upływność. Idealne Xc to bardzo dobre przybliżenie, lecz rezystancja szeregowa zastępcza i skończona częstotliwość samorezonansowa mają znaczenie przy wysokich częstotliwościach, więc traktuj tę liczbę jako punkt wyjścia.

Najczęściej zadawane pytania

Reaktancja pojemnościowa (Xc) to opór, jaki kondensator stawia prądowi przemiennemu, mierzony w omach. Określa ją wzór Xc = 1 / (2π f C), a maleje ona wraz ze wzrostem częstotliwości lub pojemności — dlatego kondensatory przepuszczają wysokie częstotliwości, a blokują niskie.

Ponieważ Xc jest odwrotnie proporcjonalne do częstotliwości. Wyższa częstotliwość ładuje i rozładowuje kondensator częściej w każdej sekundzie, więc przy tym samym napięciu płynie większy prąd, co oznacza mniejszy opór. Przy bardzo wysokich częstotliwościach Xc dąży do zera, a kondensator zachowuje się niemal jak zwarcie.

Najpierw przelicz na mikrofarady: podziel nanofarady przez 1000 (1 nF = 0,001 µF), a pikofarady przez 1 000 000 (1000 pF = 0,001 µF). Następnie wpisz tę wartość w mikrofaradach w polu pojemności.

Nie. Obliczenia odbywają się w całości w Twojej przeglądarce. Nic z tego, co wpisujesz, nie jest przesyłane, zapisywane ani przechowywane na serwerze.

Powiązane narzędzia