የካፓሲተር ዑደት ቀመር

አንድ ካፓሲተር የተወሰነ ካፓሲታንስ አለው። የሚፈለገው ካፓሲታንስ ከሌለ፣ ሁለት ወይም ከዚያ በላይ ካፓሲተሮች አስፈላጊውን ካፓሲታንስ ለማግኘት ሊገናኙ ይችላሉ። ካፓሲተሮችን በትክክል ለማገናኘት፣ የካፓሲተር ወረዳዎችን በጥልቀት መረዳት አስፈላጊ ነው።

የካፓሲተር ሰርክዩቶችን ከማጥናትዎ በፊት በመጀመሪያ ምልክቶቹን ይረዱ። የሚከተለው። በካፓሲተር ምልክት ውስጥ ያሉት ሁለት ቀጥ ያሉ መስመሮች በትይዩ-ፕሌት ካፓሲተር ውስጥ ያሉትን ሁለቱን ኮንዳክተሮች ይወክላሉ። በባትሪ ምልክት ውስጥ፣ ረጅሙ ቀጥ ያለ መስመር ከፍተኛ እምቅ አቅምን (+) ይወክላል፣ አጭሩ ቀጥ ያለ መስመር ደግሞ ዝቅተኛ እምቅ አቅምን (-) ይወክላል። በካፓሲተሩም ሆነ በባትሪ ምልክቶች ውስጥ ያሉት አግድም መስመሮች ሽቦዎቹን ይወክላሉ።

የተከታታይ ዑደት

በግራ በኩል እንደሚታየው የተገናኙ ሁለት መያዣዎች በተከታታይ የሚገኙ መያዣዎች (capacitors) ይባላሉ። በቀኝ በኩል ያለው ምስል በተከታታይ ከተገናኙት ሁለት መያዣዎች ጋር እኩል የሆነ መያዣ ያለው ምትክ መያዣ ያሳያል።

መጀመሪያ ላይ ሁለቱም መያዣዎች ከባትሪው ጋር ከተገናኙ በኋላ የካፒቴን ሲ የላይኛው ሳህን ይጫናሉ።₁ ከባትሪው ፖዘቲቭ ምሰሶ ጋር የተገናኘው ፖዘቲቭ ቻርጅ ይሆናል ምክንያቱም ኤሌክትሮኖች ከሱ ስለሚወጡ እና የካፓሲተሩ C የታችኛው ሳህን₂ ከባትሪው አሉታዊ ተርሚናል ጋር የተገናኘው ካፓሲተር በሚቀበለው ኤሌክትሮኖች ምክንያት አሉታዊ ቻርጅ ይደረጋል። አሉታዊ ቻርጅ የተደረጉት ኤሌክትሮኖች የሚንቀሳቀሱት ወደ ባትሪው አዎንታዊ ቻርጅ አዎንታዊ ተርሚናል ስለሚሳቡ ነው። እነዚህ ኤሌክትሮኖች ከዚያም በባትሪው አሉታዊ ቻርጅ አሉታዊ ተርሚናል ወደ ካፓሲተር ሲ የታችኛው ሳህን ይመለሳሉ።₂የካፒቴን ሲ የላይኛው ሳህን₁ ፖዘቲቭ ቻርጅ የተደረገበት ፕሌት ከካፓሲተር ሲ የላይኛው ሳህን ኤሌክትሮኖችን ይስባል።₂ ስለዚህ ኤሌክትሮኖች ወደ capacitor C የታችኛው ሳህን እንዲንቀሳቀሱ₁በዚህም ምክንያት የካፒቴን ሲ የታችኛው ሳህን₁ የካፒቴን ሲ የላይኛው ሳህን አሉታዊ ኃይል ያገኛል እና₂ አዎንታዊ ክስ ይመሰረትብዎታል።

ከካፓሲተር ሲ የላይኛው ሳህን የሚወጣው ኔጌቲቭ ቻርጅ₁ ወደ capacitor C የታችኛው ሳህን ውስጥ ከሚገባው አሉታዊ ክፍያ ጋር ተመሳሳይ መጠን።₂ እና የcapacitor C የላይኛው ሳህን₁ ከሱ ከሚወጣው አሉታዊ ክፍያ ጋር እኩል የሆነ ፖዘቲቭ ቻርጅ ያገኛል። በተመሳሳይ፣ በካፓሲተር ሲ የታችኛው ሳህን ላይ ያለው አሉታዊ ቻርጅ₁ በካፓሲተር ሲ የላይኛው ሳህን ላይ ካለው ፖዘቲቭ ቻርጅ ጋር ተመሳሳይ ነው₂ስለዚህ እያንዳንዱ የኮንዳክተር ሰሌዳ ተመሳሳይ የኃይል መሙያ መጠን አለው ነገር ግን ምልክቱ የተለየ ነው፣ የካፒቴን C የላይኛው ሳህን₁ ቻርጅ +Q፣ የካፒቴን C የታችኛው ሳህን₁ ቻርጅ የተደረገ -Q፣ የካፒቴን C የላይኛው ሳህን₂ ቻርጅ +Q እና የካፓሲተሩ C የታችኛው ሳህን₂ ቻርጅ የተደረገ -Q. በተከታታይ ዑደት ውስጥ፣ በካፓሲተር ሲ ላይ ያለው የኤሌክትሪክ ክፍያ መጠን₁ (Q₁) = መጠን የኤሌክትሪክ ክፍያ በካፓሲተር ሲ ላይ₂ (Q₂) = Q.

ስለ ኤሌክትሪክ አቅምስ? በተከታታይ ዑደት ውስጥ፣ በተለዋጭ ካፓሲተር ላይ ያለው የኤሌክትሪክ አቅም በእያንዳንዱ ካፓሲተር ላይ ካለው የኤሌክትሪክ አቅም ጋር ተመሳሳይ ነው፣ V = V₁ + ቪ₂. የኤሌክትሪክ አቅም በካፓሲተር ሲ ላይ₁ ቪ ነው₁ = Q/C₁የኤሌክትሪክ አቅም በካፓሲተር ሲ ላይ₂ ቪ ነው₂ = Q/C₂ እና በመተካት መያዣው ላይ ያለው የኤሌክትሪክ አቅም V = Q/C ነው።
ቪ = ቪ₁ + ቪ₂
ጥያቄ/ጥያቄ = ጥያቄ/ጥያቄ₁ + Q/C₂
Q/C = Q (1/C)₁ + 1/ሴ₂)
1/ሴ = 1/ሴ₁ + 1/ሴ₂
በተከታታይ የተገናኙ ሶስት ካፓሲተሮች ካሉ፣ ከላይ ያለው ቀመር ወደሚከተለው ይቀየራል፡
1/ሴ = 1/ሴ₁ + 1/ሴ₂ + 1/ሴ₃
አራት ካፓሲተሮች ካሉ 1/C ይጨምሩ₄በተመሳሳይ፣ አምስት ካፓሲተሮች ካሉ፣ ወዘተ። ይህ በተከታታይ ለተገናኙ ካፓሲተሮች የተተኪ ካፓሲተር አቅምን ለመወሰን የሚያስችል ቀመር ነው።

ሲ እንበል₁ 2 እና ሲ ነው₂ 1 ከሆነ የመተኪያ ካፓሲተሩ አቅም እንደሚከተለው ይሆናል፡
1/ሴ = 1/ሴ₁ + 1/ሴ₂ = 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 ካፓሲተሮች ትይዩ ካፓሲተሮች ይባላሉ። በቀኝ በኩል ያለው ምስል በትይዩ ከተገናኙት ሁለት ካፓሲተሮች ጋር እኩል የሆነ ካፓሲታንስ ያለው ተመጣጣኝ ካፓሲተር ያሳያል።

የካፒቴን ሲ የላይኛው ሳህን₁ እና ሲ₂ እነዚህ ሁለት ሳህኖች ከፍተኛ የኤሌክትሪክ አቅም እንዲኖራቸው ከባትሪው ፖዘቲቭ ምሰሶ ጋር ተገናኝተዋል። ይህ በእንዲህ እንዳለ፣ የካፓሲተር ሲ የታችኛው ሳህን₁ እና ሲ₂ እነዚህ ሁለት ሳህኖች ዝቅተኛ የኤሌክትሪክ አቅም እንዲኖራቸው ከባትሪው አሉታዊ ምሰሶ ጋር ተገናኝተዋል። ስለዚህ በትይዩ የተገናኘ እያንዳንዱ ካፓሲተር ከባትሪው አቅም ልዩነት ጋር ተመሳሳይ የሆነ የእምቅ ልዩነት አለው ብሎ መደምደም ይቻላል (V)₁ = ቪ₂ = ቪ)።

ሁለት ትይዩ ካፓሲተሮች ከባትሪ ጋር ሲገናኙ፣ የባትሪው ፖዘቲቭ ምሰሶ ኤሌክትሮኖችን ወደ ላይኛው ሳህን ይስባል፣ የባትሪው አሉታዊ ምሰሶ ደግሞ ኤሌክትሮኖችን ወደ ታችኛው ሳህን ይመልሳል፣ ይህም ኤሌክትሮኖች ከላይኛው ሳህን ወደ ታችኛው ሳህን እንዲንቀሳቀሱ ያደርጋል። ሁለቱ የላይኛው ሰሌዳዎች ኤሌክትሮኖችን ያጣሉ፣ በአዎንታዊ ኃይል ይሞላሉ፣ እና ሁለቱ የታችኛው ሰሌዳዎች ኤሌክትሮኖችን ያገኛሉ፣ አሉታዊ ኃይል ይሞላሉ። በሁለቱ መሪ ሰሌዳዎች መካከል ያለው ሊኖር የሚችለው ልዩነት ከባትሪው እምቅ ልዩነት ጋር እኩል ከሆነ የኤሌክትሮን ዝውውር ይቆማል።

የካፒቴን ሲ የላይኛው ሳህን₁ እና የካፒቴን ሲ የታችኛው ሳህን₁ ተመሳሳይ የኤሌክትሪክ ኃይል ይይዛሉ ነገር ግን ተቃራኒ ምልክቶች አሏቸው። በተመሳሳይ የካፒቴን ሲ የላይኛው ሳህን₂ እና የካፒቴን ሲ የታችኛው ሳህን₂ ተመሳሳይ መጠን ያለው ነገር ግን ተቃራኒ ምልክቶች ያሉት የኤሌክትሪክ ክፍያ ያከማቻል። የኤሌክትሪክ ክፍያ በካፓሲተር ሲ ውስጥ ከተከማቸ።₁ ኪው ነው₁ እና በካፓሲተር ሲ ውስጥ የተከማቸ የኤሌክትሪክ ኃይል₂ ኪው ነው₂ ከዚያም በትይዩ በተገናኙት ሁለት ካፓሲተሮች ውስጥ የተከማቸው የኤሌክትሪክ ኃይል መጠን Q = Q ነው።₁ + ጥ₂ስለዚህ በትይዩ የተገናኙት ካፓሲተሮች ላይ ያለው አጠቃላይ የኤሌክትሪክ ክፍያ ከእያንዳንዱ ካፓሲተር ላይ ካለው የክፍያ ድምር ጋር ተመሳሳይ ነው።

በእያንዳንዱ በትይዩ የተገናኘው ካፓሲተር ላይ ያለው የኤሌክትሪክ ክፍያ መጠን የሚሰላው እኩልታ Q በመጠቀም ነው₁ = C₁ ΔV እና Q₂ = C₂ ΔV በምትኩ ካፓሲተሩ ላይ ያለው የኤሌክትሪክ ቻርጅ መጠን የሚሰላው Q = C ΔV በሚለው እኩልዮሽ ሲሆን፣ Q የኤሌክትሪክ ቻርጅ ሲሆን C ደግሞ ካፓሲታንስ ሲሆን ΔV ደግሞ የኤሌክትሪክ እምቅ ልዩነት ነው።₁ + ጥ₂ Q ን በመተካት ተሻሽሏል፡
Q = Q₁ + ጥ₂
ሲ ΔV = ሲ₁ ΔV + C₂ Δ ቪ
C ΔV = ΔV (C)₁ + ሐ₂)
ሐ = ሐ₁ + ሐ₂
የ ΔV እምቅ ልዩነት ተመሳሳይ ነው እና ስለዚህ ከእኩልታው ውስጥ ይወገዳል።
ሶስት መያዣዎች በትይዩ የተገናኙ ከሆነ፣ ከላይ ያለው ቀመር ወደሚከተለው ይቀየራል፡
ሐ = ሐ₁ + ሐ₂ + ሐ₃
አራት ካፓሲተሮች ካሉ C ይጨመራል₄በተመሳሳይ፣ አምስት ካፓሲተሮች ካሉ፣ ወዘተ። ይህ በትይዩ የተገናኙ ካፓሲተሮችን የመተካት ካፓሲተር አቅም ለመወሰን የሚያስችል ቀመር ነው።

ሲ እንበል₁ 2 እና ሲ ነው₂ 1 ከሆነ የመተኪያ ካፓሲተሩ አቅም እንደሚከተለው ይሆናል፡
ሐ = ሐ₁ + ሐ₂ = 2 + 1 = 3
በዚህ ስሌት ላይ በመመስረት፣ የተተኪው ካፓሲተር አቅም ከእያንዳንዱ ካፓሲተር ጋር በትይዩ ከተያያዘው ካፓሲተር አቅም የበለጠ ነው የሚል መደምደሚያ ላይ ደርሷል።