Как рассчитать параметры воздушного конденсатора ?

[RT8L]

Интерпретация прямая.
1кВ/1мм.

Зазор в воздушном конденсаторе принимается из расчета 500-700 В/мм, Нижний предел берется при напряжении до 1кВ, а также при малом зазоре между пластинами (до 1 мм).

[RA9SQO]

Может упростить расчет таблица эксел

[Neo]

Может упростить расчет таблица эксел

Спасибо за помощь, но мы не ищем легких дорог.

[Neo]

Скажите, как мне преобразовать пикофарады в фарады? Я делаю так: смотрю в таблицу "множителей для образования десятичных кратных и дольных единиц", нахожу, что пико = 10-12 степени и просто добавляю двенадцать нулей перед моей емкостью в 200 пикофарад получая тем самым емкость в 0,00 000 000 000 200 Фарада. Это правильно? Я понимаю так, что эта таблица дает соотношение между приставками, но можно ли с помощью нее возводить к фараду? Уравнены ли основные единицы (Вольт, метр, ампер) между собой, что бы эта таблица являлась универсальной для всех них? Скорее всего да.

[Neo]

С таблицей перевода вроде бы все ясно. Теперь вернемся обратно к задаче. Практический расчет на примере конденсатора с параметрами U = 1500 вольт, С = 200 пикофарад. Сначало вычисление будет идти по формуле Q=CU, где
Q - заряд (Кл),
С - емкость (Ф),
U - напряжение (В).

С=0,00 000 000 000 200 Фарада
U=1500 Вольт

Подставляя: Q=0,00 000 000 000 200 х 1500 = 0,00 000 000 3 Кл

Далее расчет пойдет по формуле E=Q/E0E

E - напряженность электрического поля, Вольт/метр
Q - заряд, Кулон
Эпсилон E0 - 0,9 (Постоянная вакуума)
Эпсилон E - 1 (Для воздушной среды)

Подставляя: E=0,00 000 000 3 / 0,9 x 1 = 3,4 кВ/метр

Интерпретация для миллиметра. Милли = 10-3 степени, значит добавляем перед числом 3400 в (3.4 кВ) три нуля 0,0034 кВ/мм или 3,4 в/мм.

[RA3PKJ]

Пишу на работе с мобильника.
Все Ваши рассуждения правильны и справедливы для метра, ампера и т.д.
10-9 это нанофарада.
10-6 микрофарада.
10-3 милифарада.
Ой, нашел ошибку.
200пф - 0.000 000 000 200
Сначала находим 1пф, затем умножаем её на 200.

Добавлено через 14 минут
В своё посте добавил об ошибке.

[Neo]

Пишу на работе с мобильника.
Все Ваши рассуждения правильны и справедливы для метра, ампера и т.д.
10-9 это нанофарада.
10-6 микрофарада.
10-3 милифарада.
Ой, нашел ошибку.
200пф - 0.000 000 000 200
Сначала находим 1пф, затем умножаем её на 200.

Добавлено через 14 минут
В своё посте добавил об ошибке.

Спасибо за помощь! Сейчас подумаю над вашими цифрами.

Добавлено через 13 минут
Почему 200пф, это 0.000 000 000 200 Ф?
Если 10 во второй степени = 100, то значит пико (10-12 ст) = -1 000 000 000 000. То 200 x -1 000 000 000 000 = 0,00 000 000 000 200, потому что 200 х 1 000 000 000 000 = 200 000 000 000 000.

[RA3PKJ]

Е0 - 8,85 на 10 в минус 12.
0,9 это адаптированая величина для прямых расчетов в удобной размерности и в данном случае не годится.

[RU3AX]

Для Neo

Вид формулы зависит от того, в какой системе единиц она написана. Кроме того, в эту формулу надо подставлять значения параметров в тех единицах, которые для них есть в этой системе. Если расстояние в данной системе, например, измеряют в метрах, то зазор между пластинами подставлять надо тоже в метрах. Это не всегда удобно и нужно хорошо уметь "играться" с преобразованиями единиц.

На практике используют приведенные формулы, в которых все переводы сделаны корректно, а параметры подставляются в удобных для практике единицах. Например емкость двух плоских параллельных пластин С=0,88eS/d. Здесь е - относительная диэлектрическая постоянная (1 для воздуха). S - площадь пластины в кв. см., в - расстояние между пластинами в мм. Емкость получится в пикофарадах.

Пробивное напряжение в общем случае зависит от давления воздуха и его температуры. При однородном поле (Ваш случай) при давлении 760 мм и температуре 20 град. Цельсия оно около 3,2 кВ на 1 мм.

[Neo]

Так, я вернулся.
Не все так просто.
Действительно, я перепутал обозначения.
Правильно:
E(то бишь епсилон) - относительная диэлектрическая постоянная.
E0 - абсолютная диэлектр. постоянная, получившая точое название - электрическая постоянная (если быть точным, т.е. не будем жонглировать терминами). Ее величина(нашел все-таки) равна 8,85 на 10 в минус 12 (8,85*10^-12). А размерность - Кулон в квадрате , и это все деленное на произведение Ньютон на метр в квадрате. Пардон за сложность. Может так понятнее : Кл^2/Н*м^2.
Теперь о формуле конденсатора.
Я только что сделал для себя открытие, что в формуле присутствует наряду с безразмерной диэл.пост. еще и , как оказалось, абсолютная (т.е. электрическая постоянная). Причем в явном виде. Поясню.
У меня в книжке в формуле присутствует коэффициент 0,09. Я полагал, что это эмпирический коэффициент(т.е. выведенный экспериментально).Естественно в формуле отсутствовало E0.
У Вас 1,8. Т.е. 0,9 умноженоое на какой дополнительный коэффициент равный 2. Небыло времени рабираться.
Итог.
Произведение E*E0 равно 1*0.9. Это для воздуха(вакуума).
Т.е. число 0,9 порождено наличием той самой E0=8,85...
Хорошая зарядка для ума,черт побери.

Я позволил себе процитировать ваше сообщение для удобства, что бы не бегать с страницы на страницу. То есть получается, что размерность - это параметры инструмента измерения (прибора) название его шкалы как у вольтметра "вольт", а величина - результат его измерения. Хорошо!!! Стоит изменить трактовку, как сразу все проясняется до кристальной чистоты.

[RA3DQP]

To Neo
Может быть, книжки почитаете сначала, там ведь всё есть: и про вычисление ёмкости, и пр диэлектрическую постоянную, и про то, что в какой степени должно быть (расчёты ведутся в одной системе, для которой величины имеют определённую размерность). А то Вы приводите сканы из какого-то справочника, не разобравшись до конца в предмете.

[RA3PKJ]

Neo
Рассуждения о степенях неправильны.
10плюс2 равно 100.
10плюс1 равно 10.
10 в нулевой степени равно 1.
10минус1 равно 0,1.
Последняя запись показательна.
Минусовая степень показывает на сколько позиций нужно сдвинуть запятую влево в базовом числе равном 1.

[Neo]

Neo
Рассуждения о степенях неправильны.
10плюс2 равно 100.
10плюс1 равно 10.
10 в нулевой степени равно 1.
10минус1 равно 0,1.
Последняя запись показательна.
Минусовая степень показывает на сколько позиций нужно сдвинуть запятую влево в базовом числе равном 1.

Ясно. Спасибо! Получилось, что из-за ошибки у меня оказалось не 200 пф, а 2 пф - 0,00 000 000 000 200, потому что можно сделать так 0,00 000 000 000 2. Получается надо учитывать нули самого числа.

Получается так:

Q=CU, где
Q - заряд (Кл),
С - емкость (Ф),
U - напряжение (В).

U = 1500 вольт,
С = 200 пикофарад. (0,000 000 000 200 Ф)

Подставляя: Q=0,000 000 000 200 х 1500 = 0,000 000 3 Кл


Далее расчет пойдет по формуле E=Q/E0E

E - напряженность электрического поля, Вольт/метр
Q - заряд, Кулон
Эпсилон E0 - 8,9 (Постоянная вакуума)
Эпсилон E - 1 (Для воздушной среды)

Подставляя: E=0,000 000 3 / 8,9 x 1 = 3,4 В/метр


Что-то мало получилось, где-то наверное опять ошибка.

[RA3PKJ]

200пф
0,0000000002
Нули правее двойки безсмысленны.
Кстати, напряженность поля и напряжение пробоя это разные вещи.
По приведенным формулам напряжение пробоя не вычислить.Оно определяется только опытным путем(эксперимент).
Повторяю E0 равно здесь
8.85 на 10-12

[Neo]

200пф
0,0000000002

Просто с этими степенями нужен удобный для хорошего запоминания пример, который прочно закрепиться в памяти. Я сначало запоминал так, раз 10^-3 степени значит нужно три нуля добавить в начало числа, но оказалось такая форма справедлива только для чисел без нулей позади. Теперь надо запомнить, что если число 10 возводить в 10^-3 степень, нужно учесть уже имеющийся ноль у возводимого числа, что в итоге приведет к такому 0,010 - это будет 10х10^-3.

Добавлено через 3 минуты

Кстати, напряженность поля и напряжение пробоя это разные вещи.
По приведенным формулам напряжение пробоя не вычислить.Оно определяется только опытным путем(эксперимент).

То есть таким образом, как написал RV9LR?

Зазор в воздушном конденсаторе принимается из расчета 500-700 В/мм, Нижний предел берется при напряжении до 1кВ, а также при малом зазоре между пластинами (до 1 мм).