In Bezug auf die SI-Basiseinheiten wird das Farad wie folgt ausgedrückt:

Ф = 2 · 4 · kg −1 · −2 .

Gemäß den SI-Regeln für abgeleitete Einheiten, die nach Wissenschaftlern benannt sind, wird der Name der Einheit „Farad“ mit einem Kleinbuchstaben und ihre Bezeichnung mit einem Großbuchstaben (F) geschrieben. Diese Schreibweise der Notation bleibt auch in der Notation abgeleiteter Einheiten erhalten, die mit dem Farad gebildet werden. Beispielsweise wird die Bezeichnung der Maßeinheit der absoluten Dielektrizitätskonstante „Farad pro Meter“ als F/m geschrieben.

Der Farad wurde durch den Beschluss der XI. Generalkonferenz für Maß und Gewicht im Jahr 1960 gleichzeitig mit der Einführung des SI-Systems als Ganzes in das Internationale Einheitensystem eingeführt.

Ein Farad ist eine sehr große Kapazität für einen einzelnen Leiter: Eine einzelne Metallkugel, deren Radius 13 Sonnenradien entspricht, hätte eine Kapazität von 1 F (die Kapazität einer Kugel von der Größe der Erde, wenn man sie verwendet). als Einzelleiter wären es etwa 710 Mikrofarad).

Anwendungsbereich

Farad misst die elektrische Kapazität von Leitern, also ihre Fähigkeit, elektrische Ladung anzusammeln. In Farad (und abgeleiteten Einheiten) messen sie beispielsweise: die Kapazität von Kabeln, Kondensatoren, Zwischenelektrodenkapazitäten verschiedener Geräte. Industriekondensatoren haben Nennwerte, die in gemessen werden Mikro-, Nano- Und Pikofarad und sind in Kapazitäten von bis zu einhundert Farad erhältlich; Audiogeräte verwenden Hybridkondensatoren mit einer Kapazität von bis zu vierzig Farad. Kapazität sog

Ionistoren (Superkondensatoren mit doppelter elektrischer Schicht) können viele Kilofarad erreichen.

Äquivalente Vertretung

Der Farad kann in SI-Basiseinheiten ausgedrückt werden als:

Sein Wert ist also:

F = Cl V −1 = A s V −1 = J V −2 = W s V −2 = N m V −2 = Cl 2 J −1 = Cl 2 N − 1 m −1 = s 2 Cl 2 kg − 1 m −2 = s 4 A 2 kg −1 m −2 = s Ohm −1 = Ohm −1 Hz −1 = s 2 ·Gn −1 , wobei F Farad ist,, A - Ampere, V - Volt, Kl - Anhänger, J − Joule, m - Meter, N - Newton, s - Sekunde, W - Watt, kg - Kilogramm, Om – om, Hz - Hertz.

Gn - Henry

Vielfache und Teilvielfache

Das Material ist eine Erläuterung und Ergänzung zum Artikel:
Maßeinheiten physikalischer Größen in der Funkelektronik
Maßeinheiten und Beziehungen physikalischer Größen, die in der Funktechnik verwendet werden.

Werden auf eine bestimmte Weise geladene Teilchen (z. B. Elektronen) von einem Körper zum anderen transportiert, entsteht aufgrund des Überschusses an geladenen Teilchen eine Potentialdifferenz, also eine elektrische Spannung, zwischen den beiden Körpern. Die Kapazität zwischen zwei Körpern sagt uns, wie viele geladene Teilchen von einem Körper auf einen anderen übertragen werden müssen, um eine bestimmte Spannung zu erhalten.

Abkürzungen für elektrische Größen

Beim Zusammenbau elektronischer Schaltkreise muss man wohl oder übel die Widerstandswerte von Widerständen, Kondensatorkapazitäten und Induktivitäten von Spulen neu berechnen.

So besteht beispielsweise die Notwendigkeit, Mikrofarad in Pikofarad, Kiloohm in Ohm und Millihenry in Mikrohenry umzurechnen.

Wie kann man sich bei Berechnungen nicht verwirren?

Wenn ein Fehler gemacht wird und ein Element mit der falschen Bewertung ausgewählt wird, funktioniert das zusammengebaute Gerät nicht richtig oder weist andere Eigenschaften auf.

Diese Situation ist in der Praxis keine Seltenheit, da auf den Gehäusen von Funkelementen manchmal der Kapazitätswert in angegeben ist Nano Farad (nF) und auf dem Schaltplan werden die Kapazitäten von Kondensatoren normalerweise in angegeben Mikro Farad (µF) und Pico Farad (pF). Dies führt viele unerfahrene Funkamateure in die Irre und verlangsamt dadurch den Zusammenbau des elektronischen Geräts.

Um zu verhindern, dass diese Situation eintritt, müssen Sie einfache Berechnungen erlernen.

Um bei Mikrofarad, Nanofarad und Pikofarad nicht verwirrt zu werden, müssen Sie sich mit der Dimensionstabelle vertraut machen. Ich bin sicher, dass Sie es mehr als einmal nützlich finden werden.

Diese Tabelle enthält dezimale Vielfache und gebrochene (mehrfache) Präfixe. Internationales Einheitensystem, das unter der Kurzbezeichnung bekannt ist SI, umfasst sechs Vielfache (Deca, Hecto, Kilo, Mega, Giga, Tera) und acht Untermultiplikatoren (Deci, Santi, Milli, Micro, Nano, Pico, Femto, Atto). Viele dieser Aufsätze werden schon seit langem in der Elektronik eingesetzt.

Wie benutzt man den Tisch?

Wie wir der Tabelle entnehmen können, beträgt der Unterschied zwischen vielen Präfixen genau 1000. Diese Regel gilt also beispielsweise zwischen Vielfachen, beginnend mit dem Präfix Kilo-.

• Mega – 1.000.000

  Giga – 1.000.000.000

  Tera – 1.000.000.000.000

Wenn also neben der Widerstandsbezeichnung 1 MΩ steht (1 Mega Ohm), dann beträgt sein Widerstand 1.000.000 (1 Million) Ohm. Wenn ein Widerstand mit einem Nennwiderstand von 1 kOhm vorhanden ist (1 Kilo Ohm), dann sind es in Ohm 1000 (1 Tausend) Ohm.

Bei unterzahligen oder anderweitig gebrochenen Werten ist die Situation ähnlich, nur dass der Zahlenwert nicht zunimmt, sondern abnimmt.

Um bei Mikrofarad, Nanofarad und Pikofarad nicht verwirrt zu werden, müssen Sie sich eine einfache Regel merken. Sie müssen verstehen, dass Milli, Mikro, Nano und Pico alle unterschiedlich sind genau 1000. Das heißt, wenn man Ihnen 47 Mikrofarad sagt, dann bedeutet das, dass es in Nanofarad 1000-mal mehr sein wird – 47.000 Nanofarad. In Pikofarad wird das schon wieder 1000 Mal mehr sein – 47.000.000 Pikofarad. Wie Sie sehen, beträgt der Unterschied zwischen 1 Mikrofarad und 1 Pikofarad das 1.000.000-fache.

Auch in der Praxis ist es manchmal notwendig, den Wert in Mikrofarad zu kennen, der Kapazitätswert wird jedoch in Nanofarad angegeben. Wenn also die Kapazität des Kondensators 1 Nanofarad beträgt, beträgt sie in Mikrofarad 0,001 Mikrofarad. Wenn die Kapazität 0,01 Mikrofarad beträgt, beträgt sie in Picofarad 10.000 pF und in Nanofarad jeweils 10 nF.

Für die Kurzschreibweise werden Präfixe verwendet, die die Dimension einer Größe angeben. Ich stimme zu, dass es einfacher ist zu schreiben 1mA, als 0,001 Ampere oder zum Beispiel 400 µH, als 0,0004 Henry.

Die zuvor gezeigte Tabelle enthält auch eine Kurzbezeichnung für das Präfix. Um nicht zu schreiben Mega, schreibe nur den Brief M. Dem Präfix folgt meist eine Abkürzung für die elektrische Größe. Zum Beispiel das Wort Ampere Schreiben Sie nicht, sondern geben Sie nur den Buchstaben an A. Gleiches gilt für die Abkürzung der Maßeinheit der Kapazität. Farad. In diesem Fall wird nur der Brief geschrieben F.

Neben der abgekürzten Schreibweise im Russischen, die in der alten radioelektronischen Literatur häufig verwendet wird, gibt es auch eine internationale abgekürzte Schreibweise von Präfixen. Dies ist auch in der Tabelle angegeben.

Längen- und Distanzkonverter Massenkonverter Konverter für Volumenmaße von Schüttgütern und Lebensmitteln Flächenkonverter Konverter für Volumen und Maßeinheiten in kulinarischen Rezepten Temperaturkonverter Konverter für Druck, mechanische Spannung, Young-Modul Konverter für Energie und Arbeit Konverter für Leistung Konverter für Kraft Konverter für Zeit, lineare Geschwindigkeit, Konverter für flache Winkel, thermischer Wirkungsgrad und Kraftstoffeffizienz, Konverter für Zahlen in verschiedenen Zahlensystemen, Konverter für Maßeinheiten für Informationsmengen, Währungskurse, Damenbekleidungs- und Schuhgrößen, Herrenbekleidungs- und Schuhgrößen, Winkelgeschwindigkeits- und Rotationsfrequenzkonverter, Beschleunigungskonverter Konverter für Winkelbeschleunigung, Konverter für Dichte, Konverter für spezifisches Volumen, Konverter für Trägheit, Konverter für Kraftmoment, Konverter für Drehmoment, Konverter für spezifische Verbrennungswärme (nach Masse), Konverter für Energiedichte und spezifische Verbrennungswärme (nach Volumen), Konverter für Temperaturdifferenz, Konverter für Wärmeausdehnungskoeffizient, Konverter für thermischen Widerstand Konverter für Wärmeleitfähigkeit Konverter für spezifische Wärmekapazität Konverter für Energieeinwirkung und Wärmestrahlungsleistung Konverter für Wärmestromdichte Konverter für Wärmeübertragungskoeffizient Konverter für Volumendurchfluss Konverter für Massendurchfluss Konverter für molare Durchflussrate Konverter für Massendurchflussdichte Konverter für molare Konzentration Konverter für Massenkonzentration in Lösung Dynamisch (absolut) Viskositätskonverter Kinematischer Viskositätskonverter Oberflächenspannungskonverter Dampfdurchlässigkeitskonverter Wasserdampfströmungsdichtekonverter Schallpegelkonverter MKonverter Schalldruckpegel (SPL) Schalldruckpegelkonverter mit wählbarem Referenzdruck Luminanzkonverter Lichtintensitätskonverter Beleuchtungsstärkekonverter Computergrafik-Auflösungskonverter Frequenz und Wellenlängenkonverter, Dioptrienstärke und Brennweite, Dioptrienstärke und Linsenvergrößerung (×), Konverter für elektrische Ladung, Konverter für lineare Ladungsdichte, Konverter für Oberflächenladungsdichte, Konverter für Volumenladungsdichte, Konverter für elektrischen Strom, Konverter für lineare Stromdichte, Konverter für Oberflächenstromdichte, Konverter für elektrische Feldstärke, Konverter für elektrostatisches Potential und Spannung Konverter für elektrischen Widerstand Konverter für elektrischen Widerstand Konverter für elektrische Leitfähigkeit Konverter für elektrische Leitfähigkeit Konverter für elektrische Kapazität Induktivitätskonverter American Wire Gauge Converter Pegel in dBm (dBm oder dBm), dBV (dBV), Watt usw. Einheiten: Magnetomotorischer Kraftwandler, magnetischer Feldstärkewandler, magnetischer Flusswandler, magnetischer Induktionswandler, Strahlung. Umrechner für die absorbierte Dosisleistung ionisierender Strahlung Radioaktivität. Konverter für radioaktiven Zerfall Strahlung. Belichtungsdosiskonverter Strahlung. Absorbierte Dosis-Konverter Dezimalpräfix-Konverter Datenübertragung Typografie- und Bildverarbeitungseinheiten-Konverter Holzvolumen-Einheiten-Konverter Berechnung der Molmasse D. I. Mendeleevs Periodensystem der chemischen Elemente

1 Mikrofarad [uF] = 1E-06 Farad [F]

Anfangswert

Umgerechneter Wert

Farad Exafarad Petafarad Terafarad Gigafarad Megafarad Kilofarad Hektofarad Dekafarad Dezifarad Centifarad Millifarad Mikrofarad Nanofarad Picofarad Femtofarad Attofarad Coulomb pro Volt Abfarad Kapazitätseinheit SGSM Statfarad Kapazitätseinheit SGSE

Mehr über elektrische Kapazität

allgemeine Informationen

Die elektrische Kapazität ist eine Größe, die die Fähigkeit eines Leiters zur Ladungsspeicherung charakterisiert und dem Verhältnis der elektrischen Ladung zur Potentialdifferenz zwischen den Leitern entspricht:

C = Q/∆φ

Hier Q- elektrische Ladung, gemessen in Coulomb (C), - Potentialdifferenz, gemessen in Volt (V).

Im SI-System wird die elektrische Kapazität in Farad (F) gemessen. Diese Maßeinheit ist nach dem englischen Physiker Michael Faraday benannt.

Ein Farad ist eine sehr große Kapazität für einen isolierten Leiter. Somit hätte eine einzelne Metallkugel mit einem Radius von 13 Sonnenradien eine Kapazität von 1 Farad. Und die Kapazität einer Metallkugel von der Größe der Erde würde etwa 710 Mikrofarad (µF) betragen.

Da 1 Farad eine sehr große Kapazität ist, werden kleinere Werte verwendet, wie zum Beispiel: Mikrofarad (μF), gleich einem Millionstel Farad; Nanofarad (nF), gleich einem Milliardstel; Picofarad (pF), entspricht einem Billionstel Farad.

Im SGSE-System ist die Grundeinheit der Kapazität der Zentimeter (cm). 1 Zentimeter Kapazität ist die elektrische Kapazität einer Kugel mit einem Radius von 1 Zentimeter im Vakuum. GSSE ist ein erweitertes GSSE-System für die Elektrodynamik, also ein Einheitensystem, bei dem Zentimeter, Gramm und Sekunde als Grundeinheiten für die Berechnung von Länge, Masse bzw. Zeit verwendet werden. Im erweiterten GHS, einschließlich SGSE, werden einige physikalische Konstanten als Eins angenommen, um Formeln zu vereinfachen und Berechnungen zu erleichtern.

Kapazitätsnutzung

Kondensatoren – Geräte zur Ladungsspeicherung in elektronischen Geräten

Der Begriff der elektrischen Kapazität bezieht sich nicht nur auf einen Leiter, sondern auch auf einen Kondensator. Ein Kondensator ist ein System aus zwei Leitern, die durch ein Dielektrikum oder Vakuum getrennt sind. In seiner einfachsten Form besteht der Kondensatoraufbau aus zwei Elektroden in Form von Platten (Platten). Ein Kondensator (von lat. configare – „verdichten“, „verdicken“) ist ein Zwei-Elektroden-Gerät zur Speicherung von Ladung und Energie eines elektromagnetischen Feldes, im einfachsten Fall besteht er aus zwei Leitern, die durch eine Art Isolator getrennt sind. Beispielsweise stellen Funkamateure in Ermangelung vorgefertigter Teile manchmal Abstimmkondensatoren für ihre Schaltkreise aus Drahtstücken unterschiedlichen Durchmessers her, die mit einer Lackschicht isoliert sind, wobei ein dünnerer Draht um einen dickeren gewickelt ist. Durch die Anpassung der Windungszahl stimmen Funkamateure den Schaltkreis des Geräts präzise auf die gewünschte Frequenz ab. Beispiele für Bilder von Kondensatoren in Stromkreisen sind in der Abbildung dargestellt.

Historischer Hintergrund

Schon vor 275 Jahren waren die Prinzipien zur Herstellung von Kondensatoren bekannt. So schufen der deutsche Physiker Ewald Jürgen von Kleist und der niederländische Physiker Pieter van Musschenbroek 1745 in Leiden den ersten Kondensator – das „Leyden-Glas“ –, bei dem das Dielektrikum die Wände eines Glasgefäßes und die Platten das Wasser waren im Gefäß und die Handfläche des Experimentators, die das Gefäß hält. Eine solche „Dose“ ermöglichte die Akkumulation einer Ladung in der Größenordnung eines Mikrocoulomb (µC). Nach seiner Erfindung wurde oft damit experimentiert und es öffentlich aufgeführt. Dazu wurde das Glas zunächst durch Reiben mit statischer Elektrizität aufgeladen. Danach berührte einer der Teilnehmer die Dose mit der Hand und erhielt einen kleinen Stromschlag. Es ist bekannt, dass 700 Pariser Mönche Händchen hielten und das Leiden-Experiment durchführten. In dem Moment, als der erste Mönch den Kopf des Gefäßes berührte, schrien alle 700 Mönche, um einen Krampf erschüttert, vor Entsetzen.

Nach Russland gelangte das „Leydener Glas“ dank des russischen Zaren Peter I., der Muschenbruck auf einer Europareise kennenlernte und mehr über die Experimente mit dem „Leydener Glas“ erfuhr. Peter I. gründete die Akademie der Wissenschaften in Russland und bestellte bei Muschenbruck verschiedene Instrumente für die Akademie der Wissenschaften.

Anschließend wurden die Kondensatoren verbessert und kleiner und ihre Kapazität größer. Kondensatoren werden in der Elektronik häufig verwendet. Beispielsweise bilden ein Kondensator und eine Induktivität einen Schwingkreis, mit dem ein Empfänger auf die gewünschte Frequenz abgestimmt werden kann.

Es gibt verschiedene Arten von Kondensatoren, die sich durch konstante oder variable Kapazität und dielektrisches Material unterscheiden.

Beispiele für Kondensatoren

Die Industrie stellt eine große Anzahl von Kondensatortypen für verschiedene Zwecke her, deren Hauptmerkmale jedoch die Kapazität und die Betriebsspannung sind.

Typischer Wert Behälter Kondensatoren variieren zwischen Pikofarad- und Hunderten Mikrofarad-Einheiten, mit Ausnahme von Ionistoren, die aufgrund der Doppelschicht der Elektroden eine etwas andere Art der Kapazitätsbildung aufweisen und darin elektrochemischen Batterien ähneln. Superkondensatoren auf Nanoröhrenbasis verfügen über extrem entwickelte Elektrodenoberflächen. Diese Arten von Kondensatoren haben typische Kapazitätswerte im Bereich von mehreren zehn Farad und können in einigen Fällen herkömmliche elektrochemische Batterien als Stromquellen ersetzen.

Der zweitwichtigste Parameter von Kondensatoren ist sein Betriebsspannung. Eine Überschreitung dieses Parameters kann zum Ausfall des Kondensators führen. Daher ist es beim Aufbau realer Schaltungen üblich, Kondensatoren mit der doppelten Betriebsspannung zu verwenden.

Um die Kapazitätswerte bzw. Betriebsspannung zu erhöhen, wird die Technik der Kombination von Kondensatoren zu Batterien eingesetzt. Bei der Reihenschaltung zweier gleichartiger Kondensatoren verdoppelt sich die Betriebsspannung und die Gesamtkapazität halbiert sich. Bei der Parallelschaltung zweier gleichartiger Kondensatoren bleibt die Betriebsspannung gleich, die Gesamtkapazität verdoppelt sich jedoch.

Der drittwichtigste Parameter von Kondensatoren ist Temperaturkoeffizient der Kapazitätsänderung (TKE). Es gibt einen Eindruck von der Kapazitätsänderung bei wechselnden Temperaturen.

Je nach Verwendungszweck werden Kondensatoren in Allzweckkondensatoren, deren Parameteranforderungen unkritisch sind, und in Spezialkondensatoren (Hochspannung, Präzision und mit verschiedenen TKE) unterteilt.

Kondensatormarkierungen

Wie bei Widerständen können abhängig von den Abmessungen des Produkts vollständige Markierungen verwendet werden, die die Nennkapazität, die Klasse der Abweichung vom Nennwert und die Betriebsspannung angeben. Für kleine Ausführungen von Kondensatoren werden drei- oder vierstellige Codemarkierungen, gemischte alphanumerische Markierungen und Farbmarkierungen verwendet.

Die entsprechenden Tabellen zur Umrechnung von Markierungen nach Nennleistung, Betriebsspannung und TKE finden Sie im Internet, die effektivste und praktischste Methode zur Überprüfung der Nennleistung und Gebrauchstauglichkeit eines Elements eines realen Stromkreises bleibt jedoch die direkte Messung der Parameter eines gelöteten Bauteils Kondensator mit einem Multimeter.

Warnung: Da Kondensatoren bei sehr hohen Spannungen eine große Ladung ansammeln können, ist es zur Vermeidung eines Stromschlags erforderlich, den Kondensator vor der Messung seiner Parameter zu entladen, indem seine Anschlüsse mit einem Draht mit hohem externen Isolationswiderstand kurzgeschlossen werden. Hierfür eignen sich am besten die handelsüblichen Messleitungen.

Oxidkondensatoren: Dieser Kondensatortyp hat eine große spezifische Kapazität, d. h. die Kapazität pro Gewichtseinheit des Kondensators. Eine Platte solcher Kondensatoren ist normalerweise ein Aluminiumstreifen, der mit einer Aluminiumoxidschicht beschichtet ist. Die zweite Platte ist der Elektrolyt. Da Oxidkondensatoren eine Polarität haben, ist es grundsätzlich wichtig, einen solchen Kondensator streng nach der Polarität der Spannung in den Stromkreis einzubinden.

Feststoffkondensatoren: Anstelle eines herkömmlichen Elektrolyten verwenden sie als Beschichtung ein stromleitendes organisches Polymer oder einen Halbleiter.

Variable Kondensatoren: Die Kapazität kann mechanisch, elektrisch oder durch die Temperatur verändert werden.

Folienkondensatoren: Der Kapazitätsbereich dieses Kondensatortyps beträgt etwa 5 pF bis 100 µF.

Es gibt andere Arten von Kondensatoren.

Ionistoren

Heutzutage erfreuen sich Ionistoren zunehmender Beliebtheit. Ein Ionistor (Superkondensator) ist ein Hybrid aus einem Kondensator und einer chemischen Stromquelle, dessen Ladung sich an der Grenzfläche zwischen zwei Medien – der Elektrode und dem Elektrolyten – ansammelt. Die Entwicklung von Ionistoren begann im Jahr 1957, als ein Kondensator mit einer doppelten elektrischen Schicht auf porösen Kohlenstoffelektroden patentiert wurde. Die Doppelschicht sowie das poröse Material trugen dazu bei, die Kapazität eines solchen Kondensators durch Vergrößerung der Oberfläche zu erhöhen. Anschließend wurde diese Technologie ergänzt und verbessert. Ionistoren kamen Anfang der achtziger Jahre des letzten Jahrhunderts auf den Markt.

Mit dem Aufkommen von Ionistoren wurde es möglich, sie in Stromkreisen als Spannungsquellen einzusetzen. Solche Superkondensatoren zeichnen sich durch eine lange Lebensdauer, ein geringes Gewicht und hohe Lade- und Entladeraten aus. In Zukunft können solche Kondensatoren herkömmliche Batterien ersetzen. Die Hauptnachteile von Ionistoren sind eine geringere spezifische Energie (Energie pro Gewichtseinheit) als elektrochemische Batterien, eine niedrige Betriebsspannung und eine erhebliche Selbstentladung.

Ionistoren werden in Formel-1-Autos eingesetzt. In Energierückgewinnungssystemen wird beim Bremsen elektrische Energie erzeugt, die im Schwungrad, in Batterien oder in Superkondensatoren für die spätere Verwendung gespeichert wird. A2B-Elektrofahrzeug der University of Toronto. Unter der Haube

Elektroautos werden derzeit von vielen Unternehmen produziert, zum Beispiel: General Motors, Nissan, Tesla Motors, Toronto Electric. Die University of Toronto hat sich mit Toronto Electric zusammengetan, um das rein kanadische Elektrofahrzeug A2B zu entwickeln. Es verwendet Superkondensatoren zusammen mit chemischen Stromversorgungen, sogenannte hybride elektrische Energiespeicher. Die Motoren dieses Autos werden von 380 Kilogramm schweren Batterien angetrieben. Zum Aufladen werden auch Solarpaneele verwendet, die auf dem Dach des Elektrofahrzeugs installiert sind.

Kapazitive Touchscreens

Moderne Geräte verwenden zunehmend Touchscreens, mit denen Sie Geräte durch Berühren von Anzeigefeldern oder Bildschirmen steuern können. Touchscreens gibt es in verschiedenen Ausführungen: resistiv, kapazitiv und andere. Sie können auf eine oder mehrere gleichzeitige Berührungen reagieren. Das Funktionsprinzip kapazitiver Schirme basiert auf der Tatsache, dass ein Objekt mit großer Kapazität Wechselstrom leitet. In diesem Fall handelt es sich bei diesem Objekt um den menschlichen Körper.

Oberflächenkapazitive Bildschirme

Ein oberflächenkapazitiver Touchscreen ist also eine Glasscheibe, die mit einem transparenten Widerstandsmaterial beschichtet ist. Als Widerstandsmaterial wird üblicherweise eine Legierung aus Indiumoxid und Zinnoxid verwendet, die eine hohe Transparenz und einen geringen Oberflächenwiderstand aufweist. An den Ecken des Bildschirms befinden sich Elektroden, die der leitenden Schicht eine kleine Wechselspannung zuführen. Berührt man einen solchen Bildschirm mit dem Finger, entsteht ein Stromleck, das in den vier Ecken von Sensoren erkannt und an den Controller übermittelt wird, der die Koordinaten des Berührungspunktes ermittelt.

Der Vorteil solcher Bildschirme ist ihre Haltbarkeit (ca. 6,5 Jahre Klicks mit einem Intervall von einer Sekunde oder ca. 200 Millionen Klicks). Sie haben eine hohe Transparenz (ca. 90 %). Dank dieser Vorteile ersetzen kapazitive Bildschirme seit 2009 aktiv die Widerstandsbildschirme.

Der Nachteil kapazitiver Bildschirme besteht darin, dass sie bei niedrigen Temperaturen nicht gut funktionieren; die Verwendung solcher Bildschirme mit Handschuhen ist schwierig. Befindet sich die leitfähige Beschichtung auf der Außenfläche, ist der Bildschirm ziemlich anfällig, daher werden kapazitive Bildschirme nur in Geräten verwendet, die vor Witterungseinflüssen geschützt sind.

Projizierte kapazitive Bildschirme

Neben oberflächenkapazitiven Bildschirmen gibt es auch projektionskapazitive Bildschirme. Der Unterschied besteht darin, dass auf der Innenseite des Bildschirms ein Elektrodengitter angebracht ist. Die berührte Elektrode bildet zusammen mit dem menschlichen Körper einen Kondensator. Dank des Rasters erhalten Sie präzise Touch-Koordinaten. Der projizierte kapazitive Bildschirm reagiert auf Berührungen, wenn Sie dünne Handschuhe tragen.

Projiziert-kapazitive Bildschirme haben außerdem eine hohe Transparenz (ca. 90 %). Sie sind langlebig und ziemlich robust, weshalb sie nicht nur in der persönlichen Elektronik, sondern auch in automatischen Maschinen, auch solchen, die auf der Straße installiert werden, weit verbreitet sind.

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Zu den verschiedenen elektrischen Parametern, die beim Aufbau elektrischer Schaltkreise gemessen werden müssen, gehört die elektrische Kapazität.

Wichtig! Die elektrische Kapazität von Kondensatoren und Leitungen hat nichts mit der elektrochemischen Kapazität von Batterien und Akkus zu tun.

In welchen Einheiten wird die Kapazität gemessen?

Unter elektrischer Kapazität versteht man die Fähigkeit eines Körpers, Ladung anzusammeln. Kabel, Kondensatoren und andere Elemente elektrischer Netzwerke und Schaltkreise verfügen über diese Eigenschaft. Es ist auch in separat gelegenen (fern von anderen Körpern entfernten) Leitern vorhanden und wird in Farad gemessen. Diese Einheit erhielt ihren Namen vom Physiker Michael Faraday.

1 Farad ist ein großer Wert. Eine Metallkugel, die 13-mal größer als die Sonne ist, hat eine solche Kapazität. Eine Kugel von der Größe der Erde hat nur 710 Mikrofarad.

Wenn man davon spricht, was in Farad gemessen wird, meint man normalerweise einen Kondensator. Bei Elementen bis zu 9999 Pikofarad wird sie einfach durch Zahlen ohne Angabe von Maßeinheiten angegeben. Von 9999 Pikofarad bis 9999 Mikrofarad wird zusätzlich zur Zahl die Maßeinheit angegeben: μF oder uF.

Neben Pikofarad und Mikrofarad wird die Kapazität auch in Nanofarad (nF) gemessen. 1 Mikrofarad entspricht 1000 Nanofarad. Dementsprechend entsprechen 0,1 uF 100 nF.

Auf dem Körper der Elemente sind neben dem Hauptparameter auch die zulässige Abweichung der tatsächlichen Kapazität von der angegebenen und die Spannung, für die das Gerät ausgelegt ist, angegeben. Bei Überschreitung kann es zum Ausfall des Gerätes kommen.

Die Haupteigenschaft von Kondensatoren besteht darin, dass sie keinen Gleichstrom durchlassen. Je höher die Frequenz, desto geringer ist der Widerstand gegenüber Wechselstrom. Daher besteht die Messung eines Elements darin, seinen Widerstand bei einer bestimmten Frequenz zu messen und ihn mithilfe der entsprechenden Formel zu berechnen.

In der Praxis erfolgt dies mit speziellen Geräten oder einem Multimeter, das über diese Funktion verfügt.

Anwendung von Kondensatoren

Kondensatoren werden in allen Bereichen der Elektrotechnik und in elektronischen Geräten jeglicher Komplexität eingesetzt:

• Zusammen mit Induktivitäten oder aktiven Widerständen werden sie in den Entwurf von Filtern einer bestimmten vorgegebenen oder variierenden Frequenz sowie von Schwingkreisen und Generatoren einbezogen. Solche Filter werden in Radioempfängern, Farbmusikanlagen und anderen Geräten eingesetzt;
• In Netzteilen und Gleichrichtern werden Gleichstromwelligkeiten nach der Diodenbrücke geglättet. Es werden Elektrolytkondensatoren im Bereich von mehreren bis tausend Mikrofarad verwendet;
• Sie geben ihre Ladung schnell ab, was zu einem kurzzeitigen Impuls hoher Leistung führt. Diese Eigenschaft wird in Fotoblitzen, Elektroschockern, gepulsten Lasern und vielen anderen genutzt;
• Der Kondensator hat eine Reaktanz und erwärmt sich im Betrieb praktisch nicht. Dies ermöglicht die Verwendung als Strombegrenzungswiderstand in Netzteilen mit geringer Leistung;
• Beim Betrieb von Elektromotoren, Transformatoren und anderen induktiven Lasten wird neben Wirklasten auch Blindleistung (induktive Leistung) verbraucht. Um dies auszugleichen und den Stromverbrauch zu senken, werden parallel zu den Eingangsleistungsschaltern Kondensatoren zugeschaltet;
• Messung von Kurzstreckenbewegungen und Luftfeuchtigkeit. Die Parameter des Geräts hängen stark vom Abstand zwischen den Elektroden und der Feuchtigkeit des Dielektrikums zwischen ihnen ab;
• Phasenverschiebungsgeräte. Sie dienen zum Starten von Elektromotoren aus einem einphasigen Wechselstromnetz, sowohl einphasig als auch dreiphasig;
• Das Laden und Entladen über den Widerstand dauert einige Zeit an, wobei sich die Spannung exponentiell ändert. Dadurch ist es möglich, mit R-C-Ketten oder einem Stromgenerator Schaltungen mit Zeitverzögerung zum Ein- oder Ausschalten des Aktors sowie einen Impulsgenerator und andere Schaltungen zu realisieren.