Induktans och kapacitans

Kapacitans (även elektrisk kapacitet) existerar ett mått på förmågan att lagra elektrisk laddning hos komponenter med en linjärt förhållande mellan den lagrade laddningsmängden och spänningen över komponenten. Kapacitans existerar definierad likt förhållandet mellan laddningsmängden Q och spänningen över kretsen U:

SI-enheten för kapacitans är farad; 1 farad = 1 coulomb per volt.

Kapacitans kan existera en önskad eller oönskad egenskap hos en elektrisk krets. Oönskad kapacitans kallas ibland strökapacitans. För mot exempel chef av högfrekvenssignaler är detta vanligtvis önskvärt med därför låg kapacitans som möjligt. För för att åstadkomma kapacitans används enstaka särskild komponent, en kondensator.

I CGS-systemet användes centimeter även liksom mått vid kapacitans, 1&#;cm = 1,11&#;pF (picofarad).

Plattkondensator

Den vanligaste komponenten på grund av lagring från elektrisk laddning är den tvåbladiga kondensatorn med en isolerande dielektriskt material mellan plattorna. ifall man bortser från randeffekter, ges kapacitansen av

,

där d existerar avståndet mellan plattorna, A är ett plattas area och ε det isolerande materialets permittivitet.

Väx

•

Induktans

Induktans är den del av motståndet (impedansen) mellan två punkter i en växelströmkrets som beror på självinduktion eller ömsesidig induktion.^[1]

En elektrisk ström som flyter genom en krets orsakar ett magnetiskt fält och därmed ett magnetiskt flöde Φ genom kretsen. Förhållandet mellan det magnetiska flödet och strömstyrkan kallas induktans eller mera korrekt kretsens självinduktans. Vanligtvis används symbolen L för induktans. SI-enheterna för induktans är Weber per ampere, eller Henry (H): 1 H = 1 Wb/A.

Definition

[redigera | redigera wikitext]

Den kvantitativa definitionen av induktans är

Enligt ovanstående definition är det magnetiska flödet Φ orsakat av den ström som flyter genom kretsen. Det kan också förekomma bidrag från andra kretsar. Betrakta till exempel två kretsar C₁, C₂, med strömmarna i₁ respektive i₂. De magnetiska flödena , i och ges av

Enligt ovanstående definition är och självinduktanserna för och . Det kan visas att de andra två koefficienterna är lika: , där kallas den ömsesidiga induktansen för de båda kretsarna.

Växelström genom en induktiv krets

[redigera |

•

Induktans

Induktansen (spolen) bygger upp ett magnetfält när ström flödar igenom den. Detta medför att spolen är strömtrög eftersom strömändring medför magnetfältsändring och magnetfält är tröga att förändra (jämför med en massa som är trög att accelerera). Induktansen kommer att inducera en späning som motverkar strömändringar. Likström kommer flyta utan motstånd. växelström däremot kommer uppfatta induktansen som en Impedans eftersom ett nytt magnetfält måste byggas upp i andra riktningen när strömen byter riktning.

Induktanser kan med fördel användas till att dämpa strömspikar på likström genom att sättas i serie med kretsen.

En kapacitans i serie eller parallellt med en induktans kommer att bilda en LC-krets vilken kommer få en självsvängningsfrekvens.

Beräkning av egenlindade spolar

L = (0, * r² * N²)/(9 * r + 10 * l)

r = Spolens radie i [cm]

l = Spolens längd i [cm]

L = Induktans i mikro Henry [µH]

N = Antal varv

Spolens längd ska vara > * r

Bäst Q-värde fås när längden är lika med diametern.

Alternativ i SI grundenheter:

L = (0, * 10^-4 * r² * N²)/(9 * r + 10 * l)

r = Spolens radie i [m]

l = Spolens längd i