የካፒቴን ሰርኩዊክ እኩልታ

ስለ ካፓሲተር ዑደት እኩልታ የሚገልጽ ጽሑፍ

አንድ ካፓሲተር የተወሰነ ካፓሲታንስ አለው። የሚፈለገው ካፓሲታንስ ከሌለ፣ የሚፈለገውን ካፓሲታንስ ለማግኘት ከሁለት ወይም ከዚያ በላይ ከሆኑ ሁለት ካፓሲታንስ ጋር መገናኘት ይችላል። ካፓሲተሩን በትክክል ለማገናኘት፣ ስለ ካፓሲተሩ ዑደት ትክክለኛ እውቀት ያስፈልገዋል። 🙂

ከማጥናትዎ በፊት መክፈቻ በመጀመሪያ፣ የሚከተሉትን ምልክቶች ይረዱ። በካፓሲተር ምልክት ላይ ሁለት ቀጥ ያሉ መስመሮች በትይዩ የፕላት ካፓሲተሮች ላይ ሁለት መሪዎችን ይወክላሉ። በባትሪ ምልክት ውስጥ፣ ረጅሙ ቀጥ ያለ መስመር ከፍተኛ አቅም (+) እና አጭር ቀጥ ያለ መስመር ዝቅተኛ አቅም (-) ይወክላል። የካፓሲተር ምልክት እና የባትሪ ምልክት አግድም መስመር ገመዱን ይወክላል።

የተከታታይ ዑደት

በግራ በኩል እንደሚታየው የተገናኙ ሁለት መያዣዎች በተከታታይ የተገናኙ መያዣዎች ይባላሉ። የቀኝ ምስል ከሁለቱ ተከታታይ መያዣዎች ጋር እኩል የሆነ መያዣ ያለው ተመጣጣኝ መያዣ ነው።

መጀመሪያ ላይ ሁለቱ ካፓሲተሮች በኤሌክትሪክ አልተሞሉም። ከባትሪው ጋር ከተገናኙ በኋላ፣ ከባትሪው ፖዘቲቭ ምሰሶ ጋር የተገናኘው የካፓሲተር C1 ሳህን አዎንታዊ _ኃይል ይሞላል። ኤሌክትሮኖቹ ከእሱ ስለሚወጡ እና ከባትሪው አሉታዊ ምሰሶ ጋር የተገናኘው የካፓሲተር C2 የታችኛው ሳህን አሉታዊ ኃይል ስለሚሞላ ኤሌክትሮኖችን ስለሚቀበል አሉታዊ ኃይል ስለሚሞላ። _አሉታዊ ኃይል የሚሞሉ ኤሌክትሮኖች የሚንቀሳቀሱት በአዎንታዊ ኃይል በሚሞላው የባትሪው ፖዘቲቭ ምሰሶ ስለሚጎተቱ ነው።

ከዚያም እነዚህ ኤሌክትሮኖች በባትሪው አሉታዊ ምሰሶ አሉታዊ በሆነ መልኩ ወደ ካፓሲተሩ C2 ግርጌ ይወገዳሉ _{። በአዎንታዊ ኃይል የተሞላው ካፓሲተር C1} ሳህን ኤሌክትሮኖቹን ከካፓሲተሩ C2 አናት ላይ ይጎትታል _{ስለዚህም} ኤሌክትሮኖቹ ወደ ካፓሲተሩ C1 ግርጌ ይንቀሳቀሳሉ _። በዚህም ምክንያት የካፓሲተሩ C1 ሳህን _አሉታዊ ኃይል ይሞላል እና የካፓሲተሩ C2 ሳህን _{አዎንታዊ} ኃይል ይሞላል።

_{ከካፓሲተሩ C1} አናት የሚወጣው አሉታዊ ክፍያ ከካፓሲተሩ C2 ግርጌ ከሚገባው አሉታዊ ክፍያ ጋር እኩል ነው። _{እና በካፓሲተሩ C1} ላይ ያለው ሳህን ከእሱ ከሚወጣው አሉታዊ ክፍያ ጋር እኩል የሆነ አዎንታዊ ክፍያ ያገኛል። በካፓሲተሩ C1 _ግርጌ ሳህን ላይ ያለው አሉታዊ ክፍያ ከካፓሲተሩ _C2 ፕላት ላይ ካለው አዎንታዊ ክፍያ ጋር እኩል ነው _{። ስለዚህ እያንዳንዱ የኮንዳክተር ሰሌዳ ተመሳሳይ የኃይል መጠን አለው ነገር ግን ምልክቱ የተለየ ነው፣ የካፓሲተሩ C1} የላይኛው ክፍል + Q ቻርጅ የተደረገበት።

የካፒቴን ሲ ግርጌ₁ ቻርጅ የተደረገበት -Q፣ የካፒቴን C የላይኛው ክፍል₂ +Q እና የካፒቴን C የታችኛው ክፍል ቻርጅ ተደርጎበታል₂ የተሞላው -Q. በተከታታይ ዑደት ውስጥ፣ በካፓሲተሩ C ላይ ያለው የኤሌክትሪክ ክፍያ መጠን₁ (Q₁) = በካፓሲተር ሲ ላይ ያለው የኤሌክትሪክ ኃይል መጠን₂ (Q₂) = Q.

ስለ ኤሌክትሪክ አቅምስ? በተከታታይ ዑደት ውስጥ፣ የተመጣጣኝ ካፓሲተር የኤሌክትሪክ አቅም ከእያንዳንዱ ካፓሲተር የኤሌክትሪክ አቅም ጋር እኩል ነው፣ V = V₁ + ቪ₂የካፒቴን ሲ የኤሌክትሪክ አቅም₁ ቪ ነው₁ = Q/C₁የካፒቴን ሲ የኤሌክትሪክ አቅም₂ ቪ ነው₂ = Q/C_2, እና የካፕቴተሩ የኤሌክትሪክ አቅም V = Q/C ነው።

ቪ = ቪ ₁ + ቪ ₂

ጥያቄ/ጥያቄ = ጥያቄ/ጥያቄ ₁ + ጥያቄ/ጥያቄ ₂

Q/C = Q (1/C ₁ + 1/C ₂ )

1/ሴ = 1/ሴ ₁ + 1/ሴ ₂

በተከታታይ የተገናኙ ሶስት ካፓሲተሮች ካሉ፣ ከላይ ያለው ቀመር ወደሚከተለው ይቀየራል፡

1/ሴ = 1/ሴ ₁ + 1/ሴ ₂ + 1/ሴ ₃

አራት ካፓሲተሮች ካሉ 1/C ₄ ይጨመራል። በተመሳሳይ፣ አምስት ካፓሲተሮች እና የመሳሰሉት ካሉ። ይህ በተከታታይ ለተገናኙ ካፓሲተሮች የእኩል ካፓሲተር አቅምን ለመወሰን የሚያስችል ቀመር ነው።

C ₁ 2 እና C ₂ 1 ነው እንበል፤ የተተኪው ካፓሲተር አቅም እንደሚከተለው ይሆናል

1/ሴ = 1/ሴ ₁ + 1/ሴ ₂ = 1/2 + 1/1 = 1/2 + 2/2 = 3/2

ሲ/1 = ሲ = 2/3

በዚህ ስሌት ላይ በመመስረት፣ የተተኪው ካፓሲተር አቅም በተከታታይ ከተገናኙት እያንዳንዱ ካፓሲተር አቅም ያነሰ ነው የሚል መደምደሚያ ላይ ደርሷል።

ትይዩ ዑደት

በግራ በኩል እንደሚታየው የተገናኙ ሁለት መያዣዎች በትይዩ የተገናኙ መያዣዎች ይባላሉ። የቀኝ ምስል በትይዩ ከተገናኙት ሁለት መያዣዎች ጋር እኩል የሆነ መያዣ ያለው ምትክ መያዣ ነው።

_{የካፓሲተሮች C1} እና C2 _ሳህኖች ከባትሪው ፖዘቲቭ ምሰሶ ጋር የተገናኙ በመሆናቸው እነዚህ ሁለት ሳህኖች ከፍተኛ የኤሌክትሪክ አቅም እንዲኖራቸው ያደርጋሉ። የካፓሲተሮች C1 እና C2 የታችኛው ሳህኖች ከባትሪው አሉታዊ ምሰሶ ጋር የተገናኙ በመሆናቸው እነዚህ ሁለት ሳህኖች ዝቅተኛ የኤሌክትሪክ _አቅም እንዲኖራቸው _{ያደርጋል ። ስለዚህ በትይዩ የተገናኘ እያንዳንዱ ካፓሲተር ከባትሪው አቅም ልዩነት ጋር እኩል የሆነ እምቅ ልዩነት አለው ( V1} = V2 ₌ V) ብሎ መደምደም ይቻላል ።

ሁለቱ ካፓሲተሮች በትይዩ የተገናኙ ሲሆኑ፣ የባትሪው ፖዘቲቭ ምሰሶ ኤሌክትሮኖቹን ወደ ላይኛው ሳህን ይጎትታል። የባትሪው አሉታዊ ምሰሶ ኤሌክትሮኖቹን ወደ ታችኛው ሳህን ውስጥ ሲያስገባ ኤሌክትሮኖቹ ከላይ ወደ ታች እንዲንቀሳቀሱ ያደርጋል። ሁለቱ ሳህኖች ኤሌክትሮኖችን ስለሚያጡ በአዎንታዊ ኃይል እንዲሞሉ፣ ሁለቱ ዝቅተኛ ሳህኖች ደግሞ ኤሌክትሮኖችን ይቀበላሉ ስለዚህም አሉታዊ ኃይል እንዲሞሉ ያደርጋሉ። የኤሌክትሮኖች እንቅስቃሴ የሚቆመው ሁለቱ የኮንደርደር ሳህኖች ከባትሪ እምቅ ልዩነት ጋር እኩል የሆነ እምቅ ልዩነት ካላቸው በኋላ ነው።

የካፒቴን ሲ የላይኛው ክፍል₁ እና የካፒቴን ሲ የታችኛው ክፍል₁ ተመሳሳይ የኤሌክትሪክ ክፍያ ያስቀምጡ፣ ነገር ግን ተቃራኒ ምልክት ይኑርዎት። በተመሳሳይ፣ የካፒቴን C የላይኛው ክፍል₂ እና የካፒቴን C የታችኛው ክፍል₂ ተመሳሳይ የኤሌክትሪክ ክፍያ ያስቀምጡ ነገር ግን ተቃራኒ ምልክቶች አሏቸው። የኤሌክትሪክ ክፍያው በካፓሲተር ሲ ውስጥ ከተከማቸ₁ ኪው ነው₁ እና የኤሌክትሪክ ክፍያው በካፓሲተር ሲ ውስጥ ተከማችቷል₂ ሩብ 2 ነው፣ ከዚያም በሁለቱም በትይዩ የተገናኙት ካፓሲተሮች ውስጥ የተከማቸው የኤሌክትሪክ ቻርጅ መጠን Q = Q ነው።₁ + ጥ₂ስለዚህ በትይዩ የተገናኙት ካፓሲተሮች ላይ ያለው አጠቃላይ የኤሌክትሪክ ክፍያ በእያንዳንዱ ካፓሲተር ላይ ካለው የኃይል መሙያ መጠን ጋር እኩል ነው።

_{በእያንዳንዱ በትይዩ የተገናኘው ካፓሲተር ውስጥ ያለው የኤሌክትሪክ ክፍያ የሚሰላው በQ 1} = C ₁ ΔV እና Q ₂ = C _{2 ΔV} እኩልታ ሲሆን በመተካያው ካፓሲተር ላይ ያለው ትልቁ የኤሌክትሪክ ክፍያ የሚሰላው በQ = C ΔV እኩልታ ነው። Q የኤሌክትሪክ ክፍያ ሲሆን C አቅም ያለው ሲሆን ΔV ደግሞ የኤሌክትሪክ አቅም ያለው ልዩነት ነው። እኩልታ Q = Q ₁ + Q ₂ በተተካው Q ተስተካክሏል

Q = Q ₁ + Q ₂

C ΔV = C ₁ ΔV + C ₂ ΔV

C ΔV = ΔV (C ₁ + C ₂ )

ሐ = ሐ ₁ + ሐ ₂

የΔV እምቅ ልዩነት እኩል ነው፣ ስለዚህ ከእኩልታው ውስጥ ተወግዷል።

ሶስት መያዣዎች በትይዩ የተገናኙ ከሆነ፣ ከላይ ያለው ቀመር ወደሚከተለው ይቀየራል፡

ሐ = ሐ ₁ + ሐ ₂ + ሐ ₃

አራት ካፓሲተሮች ካሉ፣ C4 ይጨመራል። በተመሳሳይ፣ አምስት ካፓሲተሮች እና የመሳሰሉት ካሉ። ይህ በትይዩ የተገናኙ ካፓሲተሮችን የሚተካ ካፓሲተር አቅም ለመወሰን የሚያስችል ቀመር ነው።

C1 ₂ ከሆነ እና C2 ₁ ከሆነ የተተኪው ካፓሲተር አቅም እንደሚከተለው ነው

ሐ = ሐ ₁ + ሐ ₂ = 2 + 1 = 3

በዚህ ስሌት ላይ በመመስረት፣ የተተኪው ካፓሲተር አቅም ከእያንዳንዱ ካፓሲተር ጋር በትይዩ ከተያያዘው ካፓሲተር አቅም የበለጠ ነው የሚል መደምደሚያ ላይ ደርሷል።