Kapasitif Gerilim Bölücü Hesaplama
- Oran
- —
- Seri eşdeğer kapasite
- —
- XC1
- —
- XC2
- —
- Akım
- —
Kullanılan formüller
Vçıkış = Vgiriş × C1 / (C1 + C2) · XC = 1/(2πfC)
Kısa cevap Kapasitif gerilim bölücü nasıl hesaplanır?
İki seri kondansatörden oluşan bölücüde çıkış gerilimi V_çıkış = V_giriş × C1 / (C1 + C2) ile bulunur; C1 üst, C2 alt kondansatördür. Dirençli bölücünün tersine çıkış üst kondansatörle orantılıdır, çünkü küçük kondansatör büyük reaktans gösterir. Kapasitif bölücü yalnızca AC gerilimde çalışır ve yük bağlandığında oranı bozulur.
Kapasitif gerilim bölücü, iki seri kondansatörün AC bir gerilimi bölmesidir. Dirençli bölücünün aksine güç harcamaz (ideal durumda) ve yüksek gerilim ölçümlerinde, osiloskop problarında, Colpitts osilatörlerinde ve RF empedans dönüşümünde kullanılır. Araç çıkış gerilimini, bölme oranını, seri eşdeğer kapasiteyi ve girilen frekansta her kondansatörün reaktansını ve devreden geçen akımı hesaplar.
Formül neden "ters"?
Dirençli bölücüde çıkış alt direncin payına göre bulunur. Kapasitif bölücüde ise Vçıkış = Vgiriş × C1 / (C1 + C2)'dir; yani çıkış üst kondansatörle orantılıdır. Nedeni, kondansatörün reaktansının kapasitesiyle ters orantılı olmasıdır: küçük kondansatör büyük reaktans gösterir ve gerilimin büyük kısmını üzerine alır. Seri kondansatörlerde yük (Q) aynıdır; her birinin gerilimi Q/C'dir.
Frekanstan bağımsız, ama yükten değil
İdeal kapasitif bölücünün oranı frekansla değişmez, çünkü iki reaktans da frekansla aynı oranda değişir. Ancak çıkışa bir direnç (örneğin ölçüm cihazının giriş direnci) bağlandığında bu direnç C2'ye paralel gelir ve düşük frekanslarda oranı bozar. Osiloskop problarında dirençli ve kapasitif bölücünün birlikte kullanılması ve probun "kompanze" edilmesi bu yüzdendir: R1·C1 = R2·C2 olduğunda oran tüm frekanslarda sabit kalır.
Çalışılmış örnek
10 V AC, C1 = 10 nF (üst), C2 = 100 nF (alt): çıkış 10 × 10 / 110 ≈ 0,91 V'tur. 1 kHz'te XC1 ≈ 15,9 kΩ, XC2 ≈ 1,59 kΩ; devre akımı yaklaşık 0,57 mA'dir.
Güvenlik uyarısı: kapasitif beslemeler
Ucuz LED lambalarda ve bazı ev aletlerinde, şebeke gerilimi bir seri kondansatörle düşürülerek (kapasitif trafosuz besleme) devre beslenir. Bu devrelerin hiçbir noktası şebekeden yalıtılmış değildir; çıkışa dokunmak şebekeye dokunmakla aynıdır. Bu tür devrelerde yalnızca X2 sınıfı emniyet kondansatörü kullanılmalı ve devre kesinlikle kapalı bir kutu içinde olmalıdır. Deney ve eğitim amaçlı çalışmalarda yalıtım trafosu kullanın.
Sıkça sorulan sorular
DC gerilimde kapasitif bölücü çalışır mı?
Kondansatörler dolduktan sonra DC akım akmaz ve gerilim dağılımı kondansatörlerin sızıntı dirençlerine göre belirlenir; bu yüzden DC'de güvenilir değildir. Seri bağlı elektrolitiklerde dengeleme direnci bu nedenle kullanılır.
Colpitts osilatöründe bölücü ne işe yarar?
Rezonans devresindeki iki kondansatör, çıkıştan alınan geri beslemenin oranını belirler. Oran, kuvvetlendiricinin kazancıyla birlikte salınımın başlayıp başlamayacağını belirler.
Yüksek gerilim ölçümünde kullanılabilir mi?
Evet, AC yüksek gerilim ölçümünde yaygın bir yöntemdir. Ancak kondansatörlerin anma gerilimi ve toleransı hassasiyeti belirler; kalibrasyon şarttır.
Direnç, kondansatör ve diğer komponentler için ürünlerimize göz atın.
Kondansatörler