Гасящий конденсатор онлайн расчёт, формула расчёта их плюсы и минусы

Определение

Гасящий конденсатор — это конденсатор, который подключается к цепи переменного тока для защиты нагрузки от перенапряжений или понижения напряжения и силы тока на нагрузке. Емкость гасящего конденсатора зависит от частоты сети, тока нагрузки и разницы между входным и выходным напряжением. 

Формула расчёта

Гасящий конденсатор рассчитывается по формуле.

C (\mu F) = \frac{3200 \cdot I_{нагрузки}}{\sqrt{U_{вход}² - U_{выход}²}}

где:

  • C — емкость гасящего конденсатора, мкФ;
  • Iнагрузки​ — ток нагрузки, А;
  • Uвход​ — входное напряжение, В;
  • Uвыход​ — выходное напряжение, В.

Онлайн расчёт








Преимущества и недостатки

Гасящий конденсатор — это особый вид конденсатора, который используется для защиты электрических устройств от повышенного напряжения и перенапряжений. Он также может быть использован для понижения напряжения в цепи, в которой нагрузка рассчитана на меньшее напряжение, чем сетевое.

Плюсы гасящего конденсатора:

  • Он не рассеивает много тепла, как гасящий резистор, и не снижает КПД схемы.
  • Он имеет малые габариты и вес, что удобно для компактных устройств.
  • Он не создает помех в сети, как индуктивная нагрузка.

Минусы гасящего конденсатора:

  • Он требует точного подбора емкости, иначе может привести к перегреву или повреждению нагрузки.
  • Он может быть опасен при касании, так как накапливает заряд и энергию, которые могут быть сброшены при разряде.
  • Он может быть нестабилен при изменении частоты или амплитуды сетевого напряжения.

Пример расчёта

Для расчета гасящего конденсатора по формуле

C (\mu F) = \frac{3200 \cdot I_{нагрузки}}{\sqrt{U_{вход}² - U_{выход}²}}

нам нужно понять, что означают эти величины и откуда они берутся.

Iнагрузки​ — это ток, который потребляет нагрузка от источника питания. Его можно измерить амперметром или рассчитать по закону Ома, если известно сопротивление нагрузки и напряжение на ней.

Uвход​ — это напряжение переменного тока, которое подается на вход источника питания. В нашем случае это 230 В, так как это стандартное напряжение сети в Беларуси.

Uвыход​ — это напряжение постоянного тока, которое получается на выходе источника питания после выпрямления и сглаживания. Его значение зависит от типа и параметров источника питания и нагрузки. В нашем случае это 12 В, так как это типичное напряжение для низковольтных устройств.

C — это ёмкость гасящего конденсатора, которую мы хотим найти. Её единица измерения — микрофарад (мкФ). Чем больше ёмкость конденсатора, тем больше ток он способен пропустить, но тем больше он занимает места и стоит дороже. Поэтому нужно выбирать оптимальное значение ёмкости, которое обеспечит нужную стабилизацию напряжения при минимальных затратах.

Возьмем следующие значения:

  • Ток нагрузки (Iнагрузки​) = 2 A,
  • Входное напряжение (Uвход​) = 15 V,
  • Выходное напряжение (Uвыход​) = 5 V.

Подставим эти значения в формулу:

C (\mu F) = \frac{3200 \cdot 2}{\sqrt{15^2 - 5^2}}

Выполним вычисления:

C (\mu F) = \frac{6400}{\sqrt{225 - 25}}
C (\mu F) = \frac{6400}{\sqrt{200}}
C (\mu F) = \frac{6400}{10 \sqrt{2}}
C (\mu F) = \frac{6400}{10 \cdot 1.414}
C (\mu F) \approx \frac{6400}{14.14}
C (\mu F) \approx 453.34 \mu F

Таким образом, рекомендуемая емкость гасящего конденсатора в данном примере составляет приблизительно 453.34μF. Этот конденсатор можно выбрать для ограничения тока и стабилизации напряжения в указанных условиях.