Кондензаторът има специфичен капацитет. Ако необходимият капацитет не е наличен, могат да се свържат два или повече кондензатора, за да се постигне необходимият капацитет. За правилното свързване на кондензатори е необходимо задълбочено разбиране на кондензаторните схеми.
Преди да изучавате кондензаторни вериги, първо разберете символите.
Следното. Двете вертикални линии в символа на кондензатор представляват двата проводника в кондензатор с паралелни плочи. В символа на батерия, по-дългата вертикална линия представлява високия потенциал (+), а по-късата вертикална линия представлява ниския потенциал (-). Хоризонталните линии както в символа на кондензатор, така и в символа на батерията представляват проводниците.
Серийна верига
Два кондензатора, свързани както е показано вляво, се наричат последователно свързани кондензатори. Изображението вдясно показва резервен кондензатор с капацитет, равен на двата последователно свързани кондензатора.
Първоначално и двата кондензатора не са електрически заредени. След свързване към батерията, горната плоча на кондензатор C1 , която е свързана с положителния полюс на батерията, се зарежда положително, защото електроните се движат от 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, която е положително заредена. След това тези електрони се отблъскват от отрицателния полюс на батерията, който е отрицателно зареден, към долната плоча на кондензатор C2 . Горната плоча на кондензатор C1 , която е положително заредена, привлича електрони от горната плоча на кондензатор C2, така че електроните се движат към долната плоча на кондензатор C1 . В резултат на това долната плоча на кондензатор C1 се зарежда отрицателно, а горната плоча на кондензатор C2 се зарежда положително.
Отрицателният заряд, който излиза от горната плоча на кондензатор C1 , е същият като отрицателния заряд, който влиза в долната плоча на кондензатор C2 , а горната плоча на кондензатор C1 получава положителен заряд, който е същият като отрицателния заряд, който излиза от нея. По същия начин, отрицателният заряд на долната плоча на кондензатор C1 е същият като положителния заряд на горната плоча на кондензатор C2 . Така че всяка проводяща плоча има същото количество заряд, но знакът е различен, където горната плоча на кондензатор C1 има заряд +Q, долната плоча на кондензатор C1 има заряд -Q, горната плоча на кондензатор C2 има заряд +Q, а долната плоча на кондензатор C2 има заряд -Q. В последователна верига, количеството електрически заряд на кондензатор C1 ( Q1 ) = количеството електрически заряд на кондензатор C2 ( Q2 ) = Q.
А какво да кажем за електрическия потенциал? В последователна верига, електрическият потенциал на резервния кондензатор е същият като електрическия потенциал на всеки кондензатор, V = V1 + V2. Електрически потенциал на кондензатор C1 е V1 = Q/C1, електрическият потенциал върху кондензатор C2 е V2 = Q/C2 и електрическият потенциал на резервния кондензатор е V = Q/C.
V = V1 + V2
Q/C = Q/C1 + Въпроси и отговори2
Q/C = Q (1/C1 + 1/С2)
1/С = 1/С1 + 1/С2
Ако има три кондензатора, свързани последователно, формулата по-горе се променя на:
1/С = 1/С1 + 1/С2 + 1/С3
Ако има четири кондензатора, добавете 1/C4По същия начин, ако има пет кондензатора и т.н. Това е формулата за определяне на капацитета на резервния кондензатор за кондензатори, свързани последователно.
Да предположим, че C1 е 2 и C2 е 1, тогава капацитетът на резервния кондензатор е:
1/С = 1/С1 + 1/С2 = 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 е показано вляво, се наричат паралелни кондензатори. Изображението вдясно показва еквивалентен кондензатор с капацитет, равен на двата кондензатора, свързани паралелно.
Горните плочи на кондензаторите C1 и C2 са свързани към положителния извод на батерията, така че имат висок електрически потенциал. Междувременно долните плочи на кондензаторите C1 и C2 са свързани към отрицателния извод на батерията, така че те също имат нисък електрически потенциал. Следователно може да се заключи, че всеки кондензатор, свързан паралелно, има потенциална разлика, равна на потенциалната разлика на батерията (V1 = V2 = V).
Когато два паралелно свързани кондензатора са свързани към батерия, положителният полюс на батерията привлича електрони към горната плоча, докато отрицателният полюс на батерията отблъсква електрони към долната плоча, което кара електроните да се движат от горната към долната плоча. Двете горни плочи губят електрони, зареждайки се положително, а двете долни плочи получават електрони, зареждайки се отрицателно. Преносът на електрони спира, след като потенциалната разлика между двете проводящи плочи стане равна на потенциалната разлика на батерията.
Горната плоча на кондензатор C1 и долната плоча на кондензатор C1 съхраняват един и същ електрически заряд, но имат противоположни знаци. По подобен начин горната плоча на кондензатор C2 и долната плоча на кондензатор C2 съхраняват един и същ електрически заряд, но имат противоположни знаци. Ако електрическият заряд, съхранен в кондензатор C1, е Q1 , а електрическият заряд, съхранен в кондензатор C2, е Q2 , тогава общият електрически заряд, съхранен в двата кондензатора, свързани паралелно, е Q = Q1 + Q2 . Така общият електрически заряд в кондензаторите, свързани паралелно, е равен на сумата от зарядите във всеки кондензатор.
Големината на електрическия заряд върху всеки кондензатор, свързан паралелно, се изчислява с помощта на уравнението Q1 = С1 ΔV и Q2 = С2 ΔV, докато големината на електрическия заряд върху резервния кондензатор се изчислява с помощта на уравнението Q = C ΔV, където Q е електрическият заряд, C е капацитетът и ΔV е разликата в електрическия потенциал. Уравнението Q = Q1 + Q2 преформулирано чрез заместване на Q:
Q = Q1 + Q2
C ΔV = C1 ΔV + C2 ΔV
C ΔV = ΔV (C1 + С2)
С = С1 + С2
Потенциалната разлика ΔV е същата и следователно се елиминира от уравнението.
Ако има три кондензатора, свързани паралелно, формулата по-горе се променя на:
С = С1 + С2 + С3
Ако има четири кондензатора, тогава се добавя C4По същия начин, ако има пет кондензатора и т.н. Това е формулата за определяне на капацитета на резервния кондензатор за кондензатори, свързани паралелно.
Да предположим, че C1 е 2 и C2 е 1, тогава капацитетът на резервния кондензатор е:
С = С1 + С2 = 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.