Reaktancja pojemnościowa a częstotliwość

Reaktancja pojemnościowa (Xc)
Dalej

Reaktancja pojemnościowa jest odwrotnie proporcjonalna do częstotliwości: podwojenie częstotliwości zmniejsza Xc o połowę. Wpisz jedną pojemność, zmieniaj częstotliwość i obserwuj, jak Xc przesuwa się po krzywej 1/f.

Porównaj Xc przy różnych częstotliwościach

  1. 1

    Ustal pojemność

    Wpisz wartość kondensatora w µF i zostaw ją bez zmian.

  2. 2

    Wpisz częstotliwość

    Zacznij od niskiej, na przykład 100 Hz, i zanotuj Xc.

  3. 3

    Powtarzaj dla wyższych

    Zmieniaj tylko częstotliwość (1000, 10000, 100000) i porównuj każde Xc z poprzednim.

Zależność

Ponieważ Xc = 1 / (2πfC), przy stałym C iloczyn Xc × f pozostaje stały. Na osiach liniowych wykres to hiperbola: bardzo wysoka przy niskiej częstotliwości, stromo opadająca, a potem spłaszczająca się w stronę zera. Na osiach logarytmicznych staje się prostą opadającą.

Wartości dla kondensatora 10 µF

Częstotliwość Xc Zmiana względem poprzedniego wiersza
10 Hz ≈ 1591,55 Ω
100 Hz ≈ 159,15 Ω ÷10
1 kHz ≈ 15,92 Ω ÷10
10 kHz ≈ 1,59 Ω ÷10
100 kHz ≈ 0,16 Ω ÷10

Przy 100 kHz narzędzie pokazuje 0,1592 Ω, zgodnie z czterocyfrowym wyświetlaniem.

Co trend oznacza w obwodzie

  • Poniżej częstotliwości, przy której Xc równa się rezystancji szeregowej lub obciążeniu, kondensator w większości blokuje sygnał.
  • Powyżej niej kondensator przepuszcza sygnał z niewielkimi stratami.
  • Przy częstotliwości, gdzie Xc równa się R, filtr RC górnoprzepustowy lub dolnoprzepustowy ma częstotliwość graniczną fc = 1 / (2πRC). To punkt, w którym odczytujesz w narzędziu tę samą liczbę co wartość rezystora.

Znajdowanie częstotliwości dla docelowego Xc

Po przekształceniu f = 1 / (2πC·Xc). Dla 10 µF i docelowego Xc 100 Ω: f = 1 / (2π × 0,00001 × 100) ≈ 159,15 Hz. Wpisz 159,15 i 10 w narzędziu, aby potwierdzić, że Xc wynosi około 100 Ω.

Ograniczenia modelu idealnego

Rzeczywiste kondensatory mają częstotliwość rezonansu własnego, powyżej której zachowują się jak indukcyjności, więc Xc przestaje maleć, a krzywa zawraca. Kalkulator podaje idealną krzywą, która jest dokładna znacznie poniżej tego punktu.

Czytanie tabeli jako reguły

Każdy wiersz tabeli ma dziesięciokrotnie wyższą częstotliwość niż wiersz powyżej, a każde Xc jest jedną dziesiątą poprzedniego. Tej samej reguły możesz użyć dla dowolnego kondensatora: odczytaj Xc przy jednej częstotliwości w narzędziu, a następnie podziel przez stosunek częstotliwości, aby oszacować Xc przy innej. Dla kondensatora 1 µF Xc przy 1 kHz wynosi 159,15 Ω, więc przy 4 kHz jest czterokrotnie mniejsze, około 39,79 Ω.

Użycie trendu przy wyborze kondensatora

Jeśli układ wymaga, aby Xc było poniżej wartości docelowej przy najniższej częstotliwości roboczej, sprawdź najpierw tę częstotliwość. Wyższe częstotliwości sygnału zawsze napotkają jeszcze mniejszą reaktancję, więc to najniższa częstotliwość wyznacza rozmiar kondensatora.

Najczęściej zadawane pytania

Maleje. Xc jest proporcjonalne do 1/f, więc wyższa częstotliwość zawsze daje mniejszą reaktancję dla tego samego kondensatora.

Xc podwaja się. Dla kondensatora 1 µF 1 kHz daje około 159,15 Ω, a 500 Hz około 318,31 Ω.

Nie. Zwraca jedną wartość dla wpisanej częstotliwości i pojemności. Aby uzyskać wykres, wpisz kilka częstotliwości i zanotuj każdy wynik.

Tylko w granicy nieskończonej częstotliwości. W rzeczywistych obwodach Xc nigdy nie osiąga zera z powodu rezystancji szeregowej i indukcyjności kondensatora.

Powiązane narzędzia

Narzędzie jest dostępne w innych językach

Poradniki i zastosowania