Natuurkunde · Begrippenlijst

Wat is Condensator en capaciteit?

Ook bekend als: condensator · capaciteit · farad

Definitie 30.1 Natuurkunde bovenbouw · Hoofdstuk 30 — RC- en RL-kringen

Een condensator is een paar metalen platen die tegenover elkaar staan, gescheiden door een dunne isolator. Aangesloten op een bron nemen de platen tegengestelde ladingen +q+q en q-q aan — een elektrisch veld vult de spleet (Hoofdstuk 14) — en de spanning uu over de platen is evenredig met de opgeslagen lading:

q=Cu.q = C\,u .

De constante CC is de capaciteit, in farad (F\mathrm{F}): 1F=1C/V1\,\mathrm{F} = 1\,\mathrm{C}/\mathrm{V}.

Voorbeelden

Voorbeeld 30.2 (Ordegrootten)

Eén farad is enorm — één coulomb geparkeerd per volt. De keramische condensatoren van radioschakelingen: pF\mathrm{pF} tot nF\mathrm{nF}; de elektrolytische van voedingen en flitsers: µF\text{µ}\mathrm{F} tot mF\mathrm{mF}; supercondensatoren: duizenden farad.

Voorbeeld 30.9 (De getallen van een flitser)

Een fotoflitser laadt C=800µFC = 800\,\text{µ}\mathrm{F} door R=1.0kΩR = 1.0\,\mathrm{k}\Omega: τ=103×8.0×104=0.80s\tau = 10^3 \times 8.0\times10^{-4} = 0.80\,\mathrm{s}, dus wacht het lampje “gereed” — afgesteld om bij 95%95\% om te slaan — 3τ2.4s3\tau \approx 2.4\,\mathrm{s}: het gejank van het wachten. Afgevuurd door de schamele 0.50Ω0.50\,\Omega van de flitsbuis loopt dezelfde condensator leeg met τ=0.40ms\tau' = 0.40\,\mathrm{ms}: er tweeduizend keer sneller uit dan erin.

Voorbeeld 30.16 (Ordegrootten van energie)

De flitscondensator van Voorbeeld 30.9: 12×8.0×104×3002=36J\tfrac12 \times 8.0\times10^{-4} \times 300^2 = 36\,\mathrm{J}. Een supercondensator van 3000F3000\,\mathrm{F} op 2.7V2.7\,\mathrm{V}: 1.1×104J1.1 \times 10^{4}\,\mathrm{J} — zoveel als een AA-batterij. Een spoel van 10mH10\,\mathrm{mH} bij 10A10\,\mathrm{A}: 0.50J0.50\,\mathrm{J}. Minder dan batterijen bevatten — maar vrij te geven in een milliseconde.

Lees in het hoofdstuk →