Formule vir die kapasitorkring

'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. Kapasitorkring formule 1Die 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

Kapasitorkring formule 2Twee 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 kapasitors nie elektries gelaai nie. Nadat hulle aan die battery gekoppel is, word die boonste plaat van kapasitor C1, wat aan die positiewe pool van die battery gekoppel is, positief gelaai omdat elektrone daaruit beweeg en die onderste plaat van kapasitor C2, wat aan die negatiewe pool van die battery gekoppel is, word negatief gelaai omdat dit elektrone ontvang. Negatief gelaaide elektrone beweeg omdat hulle aangetrek word deur die positiewe pool van die battery, wat positief gelaai is. Vervolgens word hierdie elektrone afgestoot deur die negatiewe pool van die battery, wat negatief gelaai is na die onderste plaat van kapasitor C2 . Die boonste plaat van kapasitor C1 , wat positief gelaai is, lok elektrone van die boonste plaat van kapasitor C2 sodat die elektrone na die onderste plaat van kapasitor C1 beweeg . Gevolglik word die onderste plaat van kapasitor C1 negatief gelaai en die boonste plaat van kapasitor C2 word positief gelaai.

Die negatiewe lading wat uit die boonste plaat van kondensator C1 kom, is dieselfde as die negatiewe lading wat die onderste plaat van kondensator C2 binnegaan , en die boonste plaat van kondensator C1 kry 'n positiewe lading wat dieselfde is as die negatiewe lading wat daaruit kom. Net so is die negatiewe lading op die onderste plaat van kondensator C1 dieselfde as die positiewe lading op die boonste plaat van kondensator C2 . Dus het elke geleierplaat dieselfde hoeveelheid lading, maar die teken is anders, waar die boonste plaat van kondensator C1 ' n lading van +Q het, die onderste plaat van kondensator C1 ' n lading van -Q het, die boonste plaat van kondensator C2 ' n lading van +Q het en die onderste plaat van kondensator C2 ' n lading van -Q het. In 'n seriestroombaan is die hoeveelheid elektriese lading op kondensator C1 ( Q1 ) = die hoeveelheid 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

Kapasitorkring formule 3Twee 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.

Die boonste plate van kapasitors C1 en C2 is aan die positiewe terminaal van die battery gekoppel, dus het hulle 'n hoë elektriese potensiaal. Intussen is die onderste plate van kapasitors C1 en C2 aan die negatiewe terminaal van die battery gekoppel, dus het hulle ook 'n lae elektriese potensiaal. Daarom kan afgelei word dat elke kapasitor wat parallel gekoppel is, 'n potensiaalverskil gelyk aan die potensiaalverskil van die battery het (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.

Die boonste plaat van kapasitor C1 en die onderste plaat van kapasitor C1 stoor dieselfde elektriese lading, maar het teenoorgestelde tekens. Net so stoor die boonste plaat van kapasitor C2 en die onderste plaat van kapasitor C2 dieselfde elektriese lading, maar het teenoorgestelde tekens. As die elektriese lading wat in kapasitor C1 gestoor word Q1 is en die elektriese lading wat in kapasitor C2 gestoor word Q2 is, dan is die totale elektriese lading wat in beide parallel gekoppelde kapasitors gestoor word Q = Q1 + Q2 . Dus is die totale elektriese lading in die parallel gekoppelde kapasitors gelyk aan die som van die ladings in 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.

 

 

Lewer kommentaar