Кандэнсатар мае пэўную ёмістасць. Калі патрэбная ёмістасць недаступная, можна падключыць два ці больш кандэнсатараў, каб дасягнуць патрэбнай ёмістасці. Для правільнага падключэння кандэнсатараў неабходна добра разумець схемы кандэнсатараў.
Перад вывучэннем схем кандэнсатараў, спачатку разбярыцеся з умоўнымі абазначэннямі.
Наступнае. Дзве вертыкальныя лініі на сімвале кандэнсатара абазначаюць два праваднікі ў кандэнсатары з паралельнымі пласцінамі. На сімвале батарэі даўжэйшая вертыкальная лінія азначае высокі патэнцыял (+), а карацейшая — нізкі патэнцыял (-). Гарызантальныя лініі на сімвалах кандэнсатара і батарэі абазначаюць правады.
Серыйная схема
Два кандэнсатары, злучаныя паслядоўна, як паказана злева. На малюнку справа паказаны кандэнсатар, які выкарыстоўваецца для замены, з ёмістасцю, роўнай ёмістасці двух кандэнсатараў, злучаных паслядоўна.
Спачатку абодва кандэнсатары разраджаныя. Пасля падключэння да акумулятара верхняя абалонка кандэнсатара C1 які падлучаны да станоўчага полюса батарэі, становіцца станоўча зараджаным, таму што электроны выходзяць з яго і ніжняй абалонкі кандэнсатара C2 Кандэнсатар, падлучаны да адмоўнага вываду акумулятара, зараджаецца адмоўна з-за атрыманых ім электронаў. Адмоўна зараджаныя электроны рухаюцца, таму што яны прыцягваюцца да дадатна зараджанага дадатнага вываду акумулятара. Затым гэтыя электроны адштурхоўваюцца адмоўна зараджаным адмоўным вывадам акумулятара да ніжняй абалонкі кандэнсатара C.2Верхняя пласціна кандэнсатара C1 Дадатна зараджаная пласціна прыцягвае электроны з верхняй пласціны кандэнсатара C.2 так што электроны рухаюцца да ніжняй абалонкі кандэнсатара C1У выніку ніжняя абалонка кандэнсатара C1 становіцца адмоўна зараджаным, і верхняя абалонка кандэнсатара C2 зараджаюцца станоўча.
Адмоўны зарад выходзіць з верхняй абалонкі кандэнсатара C1 такая ж колькасць, як адмоўны зарад, які паступае на ніжнюю абалонку кандэнсатара C2 і верхняя абалонка кандэнсатара C1 атрымлівае дадатны зарад, роўны па памеры адмоўнаму зараду, які з яго выходзіць. Аналагічна, адмоўны зарад на ніжняй абалонцы кандэнсатара C1 такі ж, як і станоўчы зарад на верхняй абалонцы кандэнсатара C2Такім чынам, кожная абалонка правадніка мае аднолькавую колькасць зарада, але знак адрозніваецца, дзе верхняя абалонка кандэнсатара C1 зараджаны +Q, ніжняя абалонка кандэнсатара C1 зараджаны -Q, верхняя абалонка кандэнсатара C2 зараджаны +Q і ніжняя абалонка кандэнсатара C2 зараджаны -Q. У паслядоўным ланцугу велічыня электрычнага зарада на кандэнсатары C1 (Q1) = сума электрычны зарад на кандэнсатары C2 (Q2) = Q.
А як наконт электрычнага патэнцыялу? У паслядоўным ланцугу электрычны патэнцыял на заменным кандэнсатары такі ж, як і электрычны патэнцыял на кожным кандэнсатары, V = V1 + V2. Электрычны патэнцыял на кандэнсатары C1 гэта V1 = Q/C1, электрычны патэнцыял на кандэнсатары C2 гэта V2 = Q/C2 а электрычны патэнцыял на заменным кандэнсатары роўны V = Q/C.
V = V1 + V2
Q/C = Q/C1 + Пытанні і адказы2
Q/C = Q (1/C1 + 1/С2)
1/С = 1/С1 + 1/С2
Калі тры кандэнсатары злучаны паслядоўна, формула вышэй зменіцца на:
1/С = 1/С1 + 1/С2 + 1/С3
Калі ёсць чатыры кандэнсатары, то дадайце 1/C4Аналагічна, калі ёсць пяць кандэнсатараў і гэтак далей. Гэта формула для вызначэння ёмістасці кандэнсатара, які трэба замяніць, калі кандэнсатары злучаныя паслядоўна.
Выкажам здагадку, што C1 роўна 2 і C2 роўная 1, то ёмістасць кандэнсатара, які трэба замяніць, роўная:
1/С = 1/С1 + 1/С2 = 1/2 + 1/1 = 1/2 + 2/2 = 3/2
C/1 = C = 2/3
Зыходзячы з гэтага разліку, робіцца выснова, што ёмістасць кандэнсатара, які трэба замяніць, меншая за ёмістасць кожнага кандэнсатара, падлучанага паслядоўна.
Паралельная схема
Два кандэнсатары, злучаныя, як паказана злева, называюцца паралельнымі кандэнсатарамі. На малюнку справа паказаны эквівалентны кандэнсатар з ёмістасцю, роўнай двум кандэнсатарам, злучаным паралельна.
Верхняя пласціна кандэнсатара C1 Дэн С2 падлучаны да станоўчага полюса батарэі, каб гэтыя дзве абалонкі мелі высокі электрычны патэнцыял. Тым часам ніжняя абалонка кандэнсатара C1 Дэн С2 падлучаны да адмоўнага полюса батарэі, так што гэтыя дзве пласціны таксама маюць нізкі электрычны патэнцыял. Такім чынам, можна зрабіць выснову, што кожны кандэнсатар, падлучаны паралельна, мае такую ж рознасць патэнцыялаў, як і рознасць патэнцыялаў батарэі (V1 = В2 = V).
Калі да акумулятара падлучаныя два паралельныя кандэнсатары, станоўчы полюс акумулятара прыцягвае электроны да верхняй абалонкі, а адмоўны полюс акумулятара адштурхоўвае электроны да ніжняй абалонкі, што прымушае электроны перамяшчацца з верхняй абалонкі на ніжнюю. Дзве верхнія абалонкі губляюць электроны, зараджаючыся станоўча, а дзве ніжнія абалонкі атрымліваюць электроны, зараджаючыся адмоўна. Перадача электронаў спыняецца, як толькі рознасць патэнцыялаў паміж двума праваднікавымі абалонкамі становіцца роўнай рознасці патэнцыялаў акумулятара.
Верхняя пласціна кандэнсатара C1 і ніжняя абалонка кандэнсатара C1 маюць аднолькавы электрычны зарад, але супрацьлеглыя знакі. Аналагічна, верхняя абалонка кандэнсатара C2 і ніжняя абалонка кандэнсатара C2 захоўвае электрычны зарад такой жа велічыні, але з процілеглымі знакамі. Калі электрычны зарад, назапашаны ў кандэнсатары C1 гэта Q1 і электрычны зарад, які захоўваецца ў кандэнсатары C2 гэта Q2 тады колькасць электрычнага зарада, які захоўваецца ў двух кандэнсатарах, злучаных паралельна, роўная Q = Q1 +Q2Такім чынам, агульны электрычны зарад на кандэнсатарах, падлучаных паралельна, роўны суме зарадаў на кожным кандэнсатары.
Велічыня электрычнага зарада на кожным кандэнсатары, падлучаным паралельна, вылічваецца з дапамогай ураўнення Q1 = С.1 ΔV і Q2 = С.2 ΔV, а велічыня электрычнага зарада на новым кандэнсатары вылічваецца з дапамогай ураўнення Q = C ΔV, дзе Q — электрычны зарад, C — ёмістасць, а ΔV — рознасць электрычных патэнцыялаў. Ураўненне Q = Q1 +Q2 перафармулявана шляхам замены Q:
Q = Q1 +Q2
C ΔV = C1 ΔV + C2 ΔV
C ΔV = ΔV (C1 + C2)
С = С1 + C2
Рознасць патэнцыялаў ΔV аднолькавая і таму выключаецца з ураўнення.
Калі тры кандэнсатары падключаны паралельна, формула вышэй зменіцца на:
С = С1 + C2 + C3
Калі ёсць чатыры кандэнсатары, то дадаецца C4Аналагічна, калі ёсць пяць кандэнсатараў і гэтак далей. Гэта формула для вызначэння ёмістасці кандэнсатара, які трэба замяніць, калі кандэнсатары падключаны паралельна.
Выкажам здагадку, што C1 роўна 2 і C2 роўная 1, то ёмістасць кандэнсатара, які трэба замяніць, роўная:
С = С1 + C2 = 2 + 1 = 3
Зыходзячы з гэтага разліку, робіцца выснова, што ёмістасць кандэнсатара, які трэба замяніць, большая за ёмістасць кожнага кандэнсатара, падлучанага паралельна.