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 са незаредени. След свързване към батерията, горната плоча на кондензатор C1 който е свързан към положителния полюс на батерията, се зарежда положително, защото електроните се изместват от него и долната плоча на кондензатора C2 Кондензаторът, свързан към отрицателния извод на батерията, се зарежда отрицателно поради електроните, които получава. Отрицателно заредените електрони се движат, защото са привлечени от положително заредения положителен извод на батерията. След това тези електрони се отблъскват от отрицателно заредения отрицателен извод на батерията към долната плоча на кондензатор C.2Горна плоча на кондензатор C1 Положително заредената плоча привлича електрони от горната плоча на кондензатора C.2 така че електроните да се движат към долната плоча на кондензатор C1В резултат на това, долната плоча на кондензатор C1 става отрицателно зареден и горната плоча на кондензатор C2 стават положително заредени.
Отрицателен заряд, излизащ от горната плоча на кондензатор C1 същото количество като отрицателния заряд, който влиза в долната плоча на кондензатор C2 и горната плоча на кондензатор C1 получава положителен заряд, равен по размер на отрицателния заряд, който излиза от него. По същия начин, отрицателният заряд на долната плоча на кондензатор C1 е същият като положителния заряд на горната плоча на кондензатор C2Така че всяка проводяща плоча има еднакво количество заряд, но знакът е различен, където горната плоча на кондензатор C1 зареден +Q, долната плоча на кондензатора C1 зареден -Q, горната плоча на кондензатора C2 зареден +Q и долната плоча на кондензатора C2 зареден -Q. В последователна верига, количеството електрически заряд върху кондензатор C1 (Q1) = сума 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.
Горна плоча на кондензатор C1 дан С2 свързан към положителния полюс на батерията, така че тези две плочи имат висок електрически потенциал. Междувременно, долната плоча на кондензатор C1 дан С2 свързан 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 същата потенциална разлика като 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.
Горна плоча на кондензатор C1 и долната плоча на кондензатор C1 държат същия електрически заряд, но имат противоположни знаци. По подобен начин горната плоча на кондензатор C2 и долната плоча на кондензатор C2 съхранява електрически заряд със същата величина, но с противоположни знаци. Ако електрическият заряд, съхранен в кондензатор C1 е Q1 и електрическия заряд, съхранен в кондензатор C2 е Q2 тогава количеството електрически заряд, съхранен в двата кондензатора, свързани паралелно, е Q = Q1 + Q2Така общият електрически заряд върху кондензатори, свързани паралелно, е същият като сумата от зарядите на 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.