'n Kapasitor het 'n spesifieke kapasitansie. Indien die vereiste kapasitansie nie beskikbaar is nie, kan twee of meer kapasitors gekoppel word om die vereiste kapasitansie te bereik. Om kapasitors korrek te koppel, is 'n deeglike begrip van kapasitorstroombane noodsaaklik.
Voordat jy kondensatorstroombane bestudeer, verstaan eers die simbole.
Die volgende. Die twee vertikale lyne in die kapasitor-simbool verteenwoordig die twee geleiers in 'n parallelplaatkondensator. In die batterysimbool verteenwoordig die langer vertikale lyn die hoë potensiaal (+) en die korter vertikale lyn die lae potensiaal (-). Die horisontale lyne in beide die kapasitor- en batterysimbole verteenwoordig die drade.
Seriekring
Twee kapasitors wat gekoppel is soos links getoon, word kapasitors in serie genoem. Die beeld regs toon 'n vervangingskondensator met 'n kapasitansie gelyk aan die twee kapasitors wat in serie gekoppel is.
Aanvanklik is beide kondensators ongelaai. Nadat dit aan die battery gekoppel is, word die boonste plaat van kondensator C1 wat aan die positiewe pool van die battery gekoppel is, word positief gelaai omdat elektrone daaruit beweeg en die onderplaat van die kapasitor C2 Die kapasitor wat aan die negatiewe terminaal van die battery gekoppel is, word negatief gelaai as gevolg van die elektrone wat dit ontvang. Die negatief gelaaide elektrone beweeg omdat hulle aangetrokke word tot die positief gelaaide positiewe terminaal van die battery. Hierdie elektrone word dan deur die negatief gelaaide negatiewe terminaal van die battery na die onderplaat van kapasitor C afgestoot.2Boonste plaat van kondensator C1 Die positief gelaaide plaat trek elektrone aan vanaf die boonste plaat van die kapasitor C.2 sodat die elektrone na die onderste plaat van kondensator C beweeg1Gevolglik is die onderplaat van kondensator C1 word negatief gelaai en die boonste plaat van kondensator C2 positief gelaai word.
Negatiewe lading wat uit die boonste plaat van kondensator C kom1 dieselfde hoeveelheid as die negatiewe lading wat die onderplaat van kondensator C binnedring2 en die boonste plaat van kondensator C1 kry 'n positiewe lading wat gelyk is in grootte aan die negatiewe lading wat daaruit kom. Net so, die negatiewe lading op die onderplaat van kondensator C1 is dieselfde as die positiewe lading op die boonste plaat van kondensator C2Dus het elke geleierplaat dieselfde hoeveelheid lading, maar die teken is anders, waar die boonste plaat van kondensator C1 gelaai +Q, die onderplaat van die kapasitor C1 gelaaide -Q, die boonste plaat van die kapasitor C2 gelaai +Q en die onderplaat van die kapasitor C2 gelaai -Q. In 'n seriestroombaan, die hoeveelheid elektriese lading op kondensator C1 (Q1) = bedrag elektriese lading op kondensator C2 (Q2) = Q.
Wat van die elektriese potensiaal? In 'n seriestroombaan is die elektriese potensiaal op die vervangingskondensator dieselfde as die elektriese potensiaal op elke kondensator, V = V1 +V2. Elektriese potensiaal op kondensator C1 is V1 = Q/C1, die elektriese potensiaal op kondensator C2 is V2 = Q/C2 en die elektriese potensiaal op die vervangingskondensator is V = Q/C.
V = V1 +V2
Q/C = Q/C1 + V/V2
Q/C = Q (1/C1 + 1/C2)
1/C = 1/C1 + 1/C2
As daar drie kapasitors in serie gekoppel is, verander die formule hierbo na:
1/C = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3
As daar vier kapasitors is, voeg dan 1/C by4Net so, as daar vyf kapasitors is, ensovoorts. Dit is die formule vir die bepaling van die kapasitansie van die vervangingskondensator vir kapasitors wat in serie gekoppel is.
Veronderstel C1 is 2 en C2 1 is, dan is die kapasitansie van die vervangingskondensator:
1/C = 1/C1 + 1/C2 = 1/2 + 1/1 = 1/2 + 2/2 = 3/2
C/1 = C = 2/3
Gebaseer op hierdie berekening word die gevolgtrekking gemaak dat die kapasitansie van die vervangingskondensator kleiner is as die kapasitansie van elke kapasitor wat in serie gekoppel is.
Parallelle stroombaan
Twee kapasitors wat gekoppel is soos links getoon, word parallelle kapasitors genoem. Die beeld regs toon 'n ekwivalente kapasitor met 'n kapasitansie gelyk aan die twee kapasitors wat parallel gekoppel is.
Boonste plaat van kondensator C1 dan C2 gekoppel aan die positiewe pool van die battery sodat hierdie twee plate 'n hoë elektriese potensiaal het. Intussen is die onderste plaat van kondensator C1 dan C2 gekoppel aan die negatiewe pool van die battery sodat hierdie twee plate ook 'n lae elektriese potensiaal het. Dus kan die gevolgtrekking gemaak word dat elke kapasitor wat parallel gekoppel is, dieselfde potensiaalverskil het as die battery se potensiaalverskil (V1 =V2 = V).
Wanneer twee parallelle kapasitors aan 'n battery gekoppel word, trek die positiewe pool van die battery elektrone na die boonste plaat aan, terwyl die negatiewe pool van die battery elektrone na die onderste plaat afstoot, wat veroorsaak dat elektrone van die boonste plaat na die onderste plaat beweeg. Die twee boonste plate verloor elektrone en word positief gelaai, en die twee onderste plate kry elektrone en word negatief gelaai. Die elektronoordrag stop sodra die potensiaalverskil tussen die twee geleierplate gelyk is aan die potensiaalverskil van die battery.
Boonste plaat van kondensator C1 en die onderplaat van kondensator C1 hou dieselfde elektriese lading, maar het teenoorgestelde tekens. Net so die boonste plaat van kondensator C2 en die onderplaat van kondensator C2 stoor 'n elektriese lading van dieselfde grootte maar met teenoorgestelde tekens. As die elektriese lading wat in kondensator C gestoor word1 is Q1 en die elektriese lading wat in kondensator C gestoor word2 is Q2 dan is die hoeveelheid elektriese lading wat in die twee parallel gekoppelde kapasitors gestoor word Q = Q1 + V2Dus is die totale elektriese lading op kapasitors wat parallel gekoppel is dieselfde as die som van die ladings op elke kapasitor.
Die grootte van die elektriese lading op elke kapasitor wat parallel gekoppel is, word bereken met behulp van vergelyking Q.1 = C1 ΔV en Q2 = C2 ΔV terwyl die grootte van die elektriese lading op die vervangingskondensator bereken word met behulp van die vergelyking Q = C ΔV, waar Q die elektriese lading is, C die kapasitansie is en ΔV die elektriese potensiaalverskil is. Die vergelyking Q = Q1 + V2 herformuleer deur Q te vervang:
Q = Q1 + V2
C ΔV = C1 ΔV + C2 ΔV
C ΔV = ΔV (C1 +C2)
C = C1 +C2
Die potensiaalverskil ΔV is dieselfde en word dus uit die vergelyking uitgeskakel.
As daar drie kapasitors parallel gekoppel is, verander die formule hierbo na:
C = C1 +C2 +C3
As daar vier kapasitors is, word C bygevoeg4Net so, as daar vyf kapasitors is, ensovoorts. Dit is die formule vir die bepaling van die kapasitansie van die vervangingskondensator vir kapasitors wat parallel gekoppel is.
Veronderstel C1 is 2 en C2 1 is, dan is die kapasitansie van die vervangingskondensator:
C = C1 +C2 = 2 + 1 = 3
Gebaseer op hierdie berekening word die gevolgtrekking gemaak dat die kapasitansie van die vervangingskondensator groter is as die kapasitansie van elke kapasitor wat parallel gekoppel is.