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如何计算电容器的静电场能量(电容器储存静电能量的公式)

来源:www.haichao.net  时间:2023-01-13 03:38   点击:281  编辑:admin   手机版

1. 电容器储存静电能量的公式

静电放电能否产生火花取决于放电能 量的大小,不是取决于静电聚积到多少千伏。而放电能量的大小又取决于导体间的电位差及导体音质等效电容,导体间的放电能量计算公式如下:

W= CV2

式中:W—放电能量,J;

C—导体间的等效电容,F;

V—导体间的电位差,V。

从上式可以明确看出,静电放电产生火花不能仅以电位而论,在等效电容不确定的情况下,也无法确定静电聚积到多少千伏就会产生火花。

对于能产生火花的最小放电能量值,目前也没有明确的数据。但是,下列数据对实际工作有很重要的参考价值:

1.在感应电晕单次脉冲放电能量小于20μJ的情况下,有时就可产生声光,引燃能力甚小;

2.能产生中等引燃能力的放电能量一般不超过4mJ;

3.在相距较近的带电金属导体间的火花放电,由于释放能量比较集中,引燃能力很强;

4.当导体电极间的电位差低于1.5kV时,将不会因静电放电使最小点燃能量大于或等于0.25mJ的烷烃类石油蒸气引燃;

5.在接地针尖等局部空间发生的感应电晕不会引燃最小点燃能量大于0.2mJ的可燃气;

6.轻质油品装油时,油面电位应低于12kV。

怎样有效预防?(2)

《防止静电事故通用导则》(GB12158-90)、《化工企业静电安全检查规程》(HG/T23003-92)等国家标准、行业标准中已做了较为规范完善的规定,这些标准在我们今年编辑出版的《化工安全实用工作手册》中都已收录。考虑到您可能尚未购买,现将化工企业如何预防静电产生的危害简要回答如下:

1.所有金属装置、设备、管道、贮罐等都必须按标准进行接地。不允许有与地相绝缘的金属设备或金属零部件。亚导体或非导体应作间接接地,或采用静电屏蔽方法,屏蔽体必须可靠接地。

(1)各生产装置系统《或装置单元》的总泄漏电阻都应在1×106Ω以下,各专设的静电接地电阻不应大于100Ω;

(2)金属设备与设备之间、管道与管道之间,如用金属法兰连接时,可不另接跨接线,但必须有2个以上的螺栓连接;其总泄漏电阻都必须在1×106Ω以下;

(3)平时不能接地的汽车槽车和槽船在装卸易燃液体时,必须在预设地点按操作规程的要求接地,特别是所用材料必须采用在撞击时不会发生火花的材料;

(4)直径大于2.5m或容积大于50m3的大型金属装置应有2处以上的接地,较长的输送管道应每隔80-100m设1个接地点。

2.按操作规程控制在反应器内的易燃液体的搅拌速度。

3.装、卸和输送易燃液体时,防止静电产生。

(1)灌装时,液体应从槽车等大型容器底部进入,或将注入管伸入容器底部;

(2)控制液体的流速:

A:灌装铁路罐车时,液体在鹤管内的容许流速按下式计算:

VD≤0.8

式中:V—烃类液体流速,m/s;

D—鹤管内径,m。

大鹤管装车出口流速可以超过上述公式的计算值,但是不得大于5m/s。

B:灌装汽车罐车时,液体在鹤管内的容许流速按下式计算:

VD≤0.5

式中:V—烃类液体流速,m/s;

D—鹤管内径,m。

(3)在输送和灌装过程中,应防止液体飞散喷溅,从底部或上部入罐的注油管末端应设计成不易使液体飞散的倒T形等形状或另加导流板;或在上部灌装时,使液体沿侧壁缓慢下流;

(4)对罐车等大型容器灌装烃类液体时,宜从底部进油。若不得已采用顶部进油时,则其注油管宜伸入罐内离罐底不大于200mm。在注油管未侵入液面前,其流速应限制在1m/s以内。

(5)烃类液体中应避免混入其他不相容的第二相杂质如水等,并应尽量减少和排除槽车底和管道中的积水。当管道内明显存在第二物相时,其流速应限制在1m/s以内;

(6)在贮存罐、罐车等大型容器内,可燃性液体的表面不允许存在不接地的导电性漂浮物;

(7)当不能以控制流速等方法来减少静电积聚时,可以在管道的末端装设液体静电消除器;

(8)在使用小型便携式容器灌装易燃绝缘性液体时,宜用金属或导静电容器,避免采用静电非导电体容器。对金属容器及金属漏斗应跨接并接地。

(9)在设备内进行灌装、搅拌或循环过程中,禁止检尺、取样、测温等现场操作;

(10)当灌装、搅拌或循环停止后,应按操作规程静置一段时间后,才能进行下一步工序。

4.不宜采用非金属管输送易燃液体。如必须使用,宜采用可导电的管子或内设金属丝、网的管子,并将金属丝、网的一端可靠接地、或采用静电屏蔽。

2. 电容器储存的电势能公式

一个电容器,如果带1库的电量时两级间的电势差是1伏,这个电容器的电容就是1法拉,即:C=Q/U 。 但电容的大小不是由Q(带电量)或U(电压)决定的,即电容的决定式为:C=εS/4πkd 。其中,ε是一个常数,S为电容极板的正对面积,d为电容极板的距离,k则是静电力常量。常见的平行板电容器,电容为C=εS/d(ε为极板间介质的介电常数,S为极板面积,d为极板间的距离)。 定义式: 电容器的电势能计算公式:E=CU^2/2=QU/2=Q^2/2C 多电容器并联计算公式:C=C1+C2+C3+…+Cn 多电容器串联计算公式:1/C=1/C1+1/C2+…+1/Cn 三电容器串联:C=(C1*C2*C3)/(C1*C2+C2*C3+C1*C3)

3. 电容器储存静电能量的公式为

电容量的计算公式是C=Q/U 。

一个电容器,如果带1库的电量时两级间的电势差是1伏,这个电容器的电容就是1法拉,即:C=Q/U 。但电容的大小不是由Q(带电量)或U(电压)决定的,即电容的决定式为:C=εrS/4πkd 。

其中,εr是相对介电常数,S为电容极板的正对面积,d为电容极板的距离,k则是静电力常量。常见的平行板电容器,电容为C=εS/d(ε为极板间介质的介电常数,ε=εrε0,ε0=1/4πk,S为极板面积,d为极板间的距离)。

4. 电容器储存的能量计算公式

电容储存能量E=0.5CU²,均为标准单位。

电容储存的能量等于电容上所充电压的平方乘容量的一半:E=C*U*U/2。

例如:如果给1000μF的电容器充电到直流220V,则电容器储能为:0.5×0.001×220²=24.2J。

任何静电场都是由许多个电容组成,有静电场场就有电容,电容是用静电场描述的。

5. 电容器储存静电能量的公式是什么

一个电容器,如果带1库的电量时两级间的电势差是1伏,这个电容器的电容就是1法拉,即:C=Q/U 。 但电容的大小不是由Q(带电量)或U(电压)决定的,即电容的决定式为:C=εS/4πkd 。其中,ε是一个常数,S为电容极板的正对面积,d为电容极板的距离,k则是静电力常量。常见的平行板电容器,电容为C=εS/d(ε为极板间介质的介电常数,S为极板面积,d为极板间的距离)。 定义式: 电容器的电势能计算公式:E=CU^2/2=QU/2=Q^2/2C 多电容器并联计算公式:C=C1+C2+C3+…+Cn 多电容器串联计算公式:1/C=1/C1+1/C2+…+1/Cn 三电容器串联:C=(C1*C2*C3)/(C1*C2+C2*C3+C1*C3)

6. 电容器的静电能的计算公式

平行板电容器之间的电场可认为是匀强电场,可用公式 E=U / D 来求电场强度的大小.C=S/4πkd,Q=CU,F=QE=QU/2d=SU^2/8πkd,平行板电容器中的场强是两块极板产生电场的叠加,介电常数真空εr=1,k为静电力常量,S为两板正对面积,d为两板间距离. 说明:平行板电容器内的电场是匀强电场 平行板电容器的场强.

7. 电容器中储存的能量公式

电容能量W=(C(u^2))/2

电感能量w=(L(i^2))/2

8. 电容器储存静电能量的公式是

电容的公式为:C=εS/4πkd 。其中,ε是一个常数,S为电容极板的正对面积,d为电容极板的距离,k则是静电力常量。常见的平行板电容器,电容为C=εS/d(ε为极板间介质的介电常数,S为极板面积,d为极板间的距离)。

在电容元件两端电压u的参考方向给定时,若以q表示参考正电位极板上的电荷量,则电容元件的电荷量与电压之间满足 q=Cu。电流等于单位时间内通过某一横截面的电荷量,所以得到I=dq/dt,因此电流与电容的关系是 I=dq/dt =C(du/dt) 。该式表明,电流的大小与方向取决于电压对时间的变化率,电压增高时,du/dt》0,则dq/dt》0,i》0,极板上电荷增加,电容器充电;电压降低时,du/dt《0,则dq/dt《0,i《0,极板上电荷减少,电容器反向放电。当电压不随时间变化时,du/dt=0,则电流I=0,这时电容元件的电流等于零,相当于开路。故电容元件有隔断直流的作用。

9. 电容器静电能公式推导

一个电容器,如果带1库的电量时两级间的电势差是1伏,这个电容器的电容就是1法拉,即:C=Q/U 。 但电容的大小不是由Q(带电量)或U(电压)决定的,即电容的决定式为:C=εS/4πkd 。其中,ε是一个常数,S为电容极板的正对面积,d为电容极板的距离,k则是静电力常量。常见的平行板电容器,电容为C=εS/d(ε为极板间介质的介电常数,S为极板面积,d为极板间的距离)。 定义式: 电容器的电势能计算公式:E=CU^2/2=QU/2=Q^2/2C 多电容器并联计算公式:C=C1+C2+C3+…+Cn 多电容器串联计算公式:1/C=1/C1+1/C2+…+1/Cn 三电容器串联:C=(C1*C2*C3)/(C1*C2+C2*C3+C1*C3)

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