Formula kondenzatorskog kola

Kondenzator ima specifičan kapacitet. Ako potreban kapacitet nije dostupan, mogu se spojiti dva ili više kondenzatora kako bi se postigao potreban kapacitet. Za pravilno spajanje kondenzatora, neophodno je temeljno razumijevanje kondenzatorskih kola.

Prije proučavanja kondenzatorskih kola, prvo treba razumjeti simbole. Formula 1 kondenzatorskog kolaSljedeće. Dvije vertikalne linije u simbolu kondenzatora predstavljaju dva provodnika u kondenzatoru s paralelnim pločama. U simbolu baterije, duža vertikalna linija predstavlja visoki potencijal (+), a kraća vertikalna linija predstavlja niski potencijal (-). Horizontalne linije i u simbolu kondenzatora i u simbolu baterije predstavljaju žice.

Serijski krug

Formula 2 kondenzatorskog kolaDva kondenzatora spojena kao što je prikazano lijevo nazivaju se kondenzatori u seriji. Slika desno prikazuje zamjenski kondenzator s kapacitetom jednakim dvama kondenzatorima spojenim u seriju.

U početku su oba kondenzatora nenapunjena. Nakon što su spojeni na bateriju, gornja ploča kondenzatora C1 koji je spojen na pozitivni pol baterije postaje pozitivno nabijen jer elektroni izlaze iz njega i donja ploča kondenzatora C2 Kondenzator spojen na negativni pol baterije postaje negativno nabijen zbog elektrona koje prima. Negativno nabijeni elektroni se kreću jer ih privlači pozitivno nabijeni pozitivni pol baterije. Ove elektrone zatim odbija negativno nabijeni negativni pol baterije prema donjoj ploči kondenzatora C.2Gornja ploča kondenzatora C1 Pozitivno naelektrisana ploča privlači elektrone sa gornje ploče kondenzatora C.2 tako da se elektroni kreću prema donjoj ploči kondenzatora C1Kao rezultat toga, donja ploča kondenzatora C1 postaje negativno naelektrisana i gornja ploča kondenzatora C2 postanu pozitivno naelektrisane.

PROČITAJTE TAKOĐE  Primjer stacionarnih i stojećih valova

Negativni naboj izlazi iz gornje ploče kondenzatora C1 isti iznos kao negativni naboj koji ulazi na donju ploču kondenzatora C2 i gornju ploču kondenzatora C1 dobija pozitivno naelektrisanje koje je jednake veličine negativnom naelektrisanju koje iz njega izlazi. Slično tome, negativno naelektrisanje na donjoj ploči kondenzatora C1 je isti kao i pozitivni naboj na gornjoj ploči kondenzatora C2Dakle, svaka provodna ploča ima istu količinu naboja, ali je predznak različit, gdje je gornja ploča kondenzatora C1 nabijen +Q, donja ploča kondenzatora C1 nabijena -Q, gornja ploča kondenzatora C2 nabijenog +Q i donje ploče kondenzatora C2 nabijen -Q. U serijskom kolu, količina električnog naboja na kondenzatoru C1 (Q1) = iznos električni naboj na kondenzatoru C2 (Q2) = Q.

Šta je sa električnim potencijalom? U serijskom kolu, električni potencijal na zamjenskom kondenzatoru je isti kao i električni potencijal na svakom kondenzatoru, V = V1 + V2. Električni potencijal na kondenzatoru C1 je V1 = Q/C1, električni potencijal na kondenzatoru C2 je V2 = Q/C2 a električni potencijal na zamjenskom kondenzatoru je V = Q/C.
V = V1 + V2
Q/C = Q/C1 + Pitanja i odgovori2
Q/C = Q (1/C1 + 1/C2)
1/C = 1/C1 + 1/C2
Ako su tri kondenzatora spojena serijski, gornja formula se mijenja u:
1/C = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3
Ako postoje četiri kondenzatora, onda dodajte 1/C4Slično tome, ako postoji pet kondenzatora i tako dalje. Ovo je formula za određivanje kapaciteta zamjenskog kondenzatora za kondenzatore spojene u seriju.

PROČITAJTE TAKOĐE  Formula za astronomski teleskop (dvogled)

Pretpostavimo C1 je 2 i C2 je 1, tada je kapacitet zamjenskog kondenzatora:
1/C = 1/C1 + 1/C2 = 1/2 + 1/1 = 1/2 + 2/2 = 3/2
C/1 = C = 2/3
Na osnovu ovog proračuna, zaključeno je da je kapacitet zamjenskog kondenzatora manji od kapaciteta svakog kondenzatora spojenog u seriju.

Paralelno kolo

Formula 3 kondenzatorskog kolaDva kondenzatora spojena kao što je prikazano lijevo nazivaju se paralelni kondenzatori. Slika desno prikazuje ekvivalentni kondenzator s kapacitetom jednakim dvama kondenzatorima spojenim paralelno.

Gornja ploča kondenzatora C1 i C2 spojen na pozitivni pol baterije tako da ove dvije ploče imaju visoki električni potencijal. U međuvremenu, donja ploča kondenzatora C1 i C2 spojen na negativni pol baterije tako da i ove dvije ploče imaju nizak električni potencijal. Dakle, može se zaključiti da svaki kondenzator spojen paralelno ima istu potencijalnu razliku kao i potencijalna razlika baterije (V1 = V2 = V).

Kada su dva paralelna kondenzatora spojena na bateriju, pozitivni pol baterije privlači elektrone na gornju ploču, dok negativni pol baterije odbija elektrone prema donjoj ploči, uzrokujući premještanje elektrona s gornje na donju ploču. Dvije gornje ploče gube elektrone, postajući pozitivno naelektrisane, a dvije donje ploče dobijaju elektrone, postajući negativno naelektrisane. Prijenos elektrona prestaje kada je potencijalna razlika između dvije provodne ploče jednaka potencijalnoj razlici baterije.

PROČITAJTE TAKOĐE  Formula fotoelektričnog efekta

Gornja ploča kondenzatora C1 i donju ploču kondenzatora C1 imaju isti električni naboj, ali suprotne predznake. Slično tome, gornja ploča kondenzatora C2 i donju ploču kondenzatora C2 pohranjuje električni naboj iste veličine, ali sa suprotnim predznakom. Ako je električni naboj pohranjen u kondenzatoru C1 je Q1 i električni naboj pohranjen u kondenzatoru C2 je Q2 tada je količina električnog naboja pohranjenog u dva paralelno spojena kondenzatora Q = Q1 +Q2Dakle, ukupni električni naboj na kondenzatorima spojenim paralelno jednak je zbiru naboja na svakom kondenzatoru.

Veličina električnog naboja na svakom paralelno spojenom kondenzatoru izračunava se pomoću jednačine Q1 = C1 ΔV i Q2 = C2 ΔV, dok se veličina električnog naboja na zamjenskom kondenzatoru izračunava pomoću jednačine Q = C ΔV, gdje je Q električni naboj, C je kapacitet, a ΔV je razlika električnih potencijala. Jednačina Q = Q1 +Q2 preformulisano zamjenom Q:
Q = Q1 +Q2
C ΔV = C1 ΔV + C2 ΔV
C ΔV = ΔV (C1 +C2)
C = C1 +C2
Razlika potencijala ΔV je ista i stoga se eliminira iz jednačine.
Ako su tri kondenzatora spojena paralelno, gornja formula se mijenja u:
C = C1 +C2 +C3
Ako postoje četiri kondenzatora, tada se dodaje C4Slično tome, ako postoji pet kondenzatora i tako dalje. Ovo je formula za određivanje kapaciteta zamjenskog kondenzatora za kondenzatore spojene paralelno.

Pretpostavimo C1 je 2 i C2 je 1, tada je kapacitet zamjenskog kondenzatora:
C = C1 +C2 = 2 + 1 = 3
Na osnovu ovog proračuna, zaključeno je da je kapacitet zamjenskog kondenzatora veći od kapaciteta svakog kondenzatora spojenog paralelno.

 

 

Tinggalkan komentar