Статия за уравнението на кондензаторна верига
Кондензаторът има определен капацитет. Ако необходимият капацитет не е наличен, може да се свърже с два или повече кондензатора, за да се получи необходимият капацитет. За да се свърже правилно кондензаторът, са необходими точни познания за неговата верига. 🙂
Преди да изучите кондензатор За да разберете схемата, първо разберете следните символи. Две вертикални линии на символа на кондензатор представляват два проводника на кондензатори с паралелни плочи. В символа на батерията, по-дългата вертикална линия представлява висок потенциал (+), а по-късата вертикална линия представлява нисък потенциал (-). Хоризонталната линия както на символа на кондензатор, така и на символа на батерията представлява кабела.
Серийна верига
Два кондензатора, свързани както на лявата фигура, се наричат кондензатори, свързани последователно. Дясната фигура е еквивалентен кондензатор, чийто капацитет е еквивалентен на двата последователно свързани кондензатора.
В началото двата кондензатора не бяха електрически заредени. След свързване към батерията, плочата на кондензатор C1 , която е свързана с положителния полюс на батерията, се зарежда положително. Защото електроните се движат извън нея, а долната плоча на кондензатор C2 , която е свързана с отрицателния полюс на батерията, се зарежда отрицателно, защото приема електрони. Отрицателно заредените електрони се движат, защото са привлечени от положителния полюс на батерията, който е положително зареден.
След това тези електрони се отхвърлят от отрицателно заредените електрони на отрицателния полюс на батерията, към дъното на кондензатора C2 . Плочата на положително заредения кондензатор C1 издърпва електроните от горната част на кондензатора C2 , така че електроните се движат към дъното на кондензатора C1 . В резултат на това плочата на кондензатора C1 се зарежда отрицателно, а плочата на кондензатора C2 се зарежда положително.
Отрицателният заряд, който излиза от горната част на кондензатора C1 , е равен на отрицателния заряд, който влиза в долната част на кондензатора C2 . И плочата на кондензатора C1 получава положителен заряд, равен на отрицателния заряд, излизащ от нея. Отрицателният заряд на долната плоча на кондензатора C1 е равен на положителния заряд на плочата на кондензатора C2 . Така всяка проводяща плоча има еднакво количество заряд, но знакът е различен, където горната част на кондензатора C1 е заредена + Q.
Долната част на кондензатора C1 е зареден -Q, върхът на кондензатора C2 е зареден +Q, а долната част на кондензатора C2 е зареден -Q. В последователна верига, количеството електрически заряд върху кондензатора C1 (Q1) = количеството електрически заряд върху кондензатор C2 (Q2) = Q.
А какво да кажем за електрическия потенциал? В последователна верига електрическият потенциал на еквивалентния кондензатор е равен на електрическия потенциал на всеки кондензатор, V = V1 + V2Електрическият потенциал на кондензатор C1 е V1 = Q/C1, електрическият потенциал на кондензатор C2 е V2 = Q/C2, и електрическият потенциал на кондензатора е V = Q/C.
V = V1 + V2
Q/C = Q/C 1 + Q/C 2
Q/C = Q (1/C1 + 1/ C2 )
1/C = 1/C1 + 1/ C2
Ако има три кондензатора, свързани последователно, формулата по-горе се променя на:
1/C = 1/C1 + 1/C2 + 1/ C3
Ако има четири кондензатора, се добавя 1/C ≈ 4. По същия начин, ако има пет кондензатора и т.н. Това е формулата за определяне на капацитета на еквивалентния кондензатор за кондензатори, свързани последователно.
Да предположим, че C1 е 2 и C2 е 1, тогава капацитетът на заместващия кондензатор е:
1/C = 1/C 1 + 1/C 2 = 1/2 + 1/1 = 1/2 + 2/2 = 3/2
C/1 = C = 2/3
Въз основа на това изчисление се заключава, че капацитетът на резервния кондензатор е по-малък от капацитета на всеки кондензатор, свързан последователно.
Паралелна верига
Два кондензатора, свързани както на лявата фигура, се наричат кондензатори, свързани паралелно. Дясната фигура е заместващият кондензатор, чийто капацитет е равен на капацитета на двата кондензатора, свързани паралелно.
Плочите на кондензаторите C1 и C2 са свързани към положителния полюс на батерията, така че тези две плочи имат висок електрически потенциал. Докато долните плочи на кондензаторите C1 и C2 са свързани към отрицателния полюс на батерията, така че тези две плочи също имат нисък електрически потенциал. Така може да се заключи, че всеки кондензатор, свързан паралелно, има потенциална разлика, равна на потенциалната разлика на батерията (V1 = V2 = V).
Когато двата кондензатора, свързани паралелно, са свързани към батерията, положителният полюс на батерията привлича електроните към горната плоча. Докато отрицателният полюс на батерията отхвърля електроните към долната плоча, така че електроните се движат отгоре надолу. Двете плочи губят електрони, така че се зареждат положително, а двете долни плочи приемат електрони, така че се зареждат отрицателно. Движението на електроните спира, след като двете проводящи плочи имат потенциална разлика, равна на потенциалната разлика на батерията.
Горната част на кондензатора C1 и долната част на кондензатора C1 съхраняват същия електрически заряд, но имат противоположен знак. По подобен начин, горната част на кондензатора C2 и долната част на кондензатора C2 съхраняват един и същ електрически заряд, но имат противоположни знаци. Ако електрическият заряд се съхранява в кондензатор C1 е Q1 и електрическият заряд се съхранява в кондензатор C2 е Q2, тогава количеството електрически заряд, съхранен в двата кондензатора, свързани паралелно, е Q = Q1 + Q2Така общият електрически заряд върху кондензаторите, свързани паралелно, е равен на количеството заряд на всеки кондензатор.
Електрическият заряд във всеки кондензатор, свързан паралелно, се изчислява по уравнението Q1 = C1 ΔV и Q2 = C2 ΔV , докато големият електрически заряд на заместващия кондензатор се изчислява по уравнението Q = C ΔV. Където Q е електрическият заряд, C е капацитетът, а ΔV е разликата в електрическия потенциал. Уравнението Q = Q1 + Q2 се преформулира чрез заместване Q:
Q = Q1 + Q2
C ΔV = C1 ΔV + C2 ΔV
C ΔV = ΔV ( C1 + C2 )
C = C1 + C2
Потенциалната разлика на ΔV е равна, следователно е елиминирана от уравнението.
Ако има три кондензатора, свързани паралелно, формулата по-горе се променя на:
C = C1 + C2 + C3
Ако има четири кондензатора, се добавя C4. По същия начин, ако има пет кондензатора и т.н. Това е формулата за определяне на капацитета на резервен кондензатор за кондензатори, свързани паралелно.
Ако C1 е 2 и C2 е 1, тогава капацитетът на новия кондензатор е:
C = C1 + C2 = 2 + 1 = 3
Въз основа на това изчисление се заключава, че капацитетът на заместващия кондензатор е по-голям от капацитета на всеки кондензатор, свързан паралелно.
