Kondensatoro havas specifan kapacitancon. Se la bezonata kapacitanco ne haveblas, du aŭ pli da kondensatoroj povas esti konektitaj por atingi la bezonatan kapacitancon. Por ĝuste konekti kondensatorojn, detala kompreno pri kondensatoraj cirkvitoj estas esenca.
Antaŭ ol studi kondensilajn cirkvitojn, unue komprenu la simbolojn.
Jeno. La du vertikalaj linioj en la kondensilo-simbolo reprezentas la du konduktilojn en paralelplata kondensilo. En la bateria simbolo, la pli longa vertikala linio reprezentas la altan potencialon (+) kaj la pli mallonga vertikala linio reprezentas la malaltan potencialon (-). La horizontalaj linioj en ambaŭ la kondensilo- kaj bateria simboloj reprezentas la dratojn.
Seria Cirkvito
Du kondensatoroj konektitaj kiel montrite maldekstre nomiĝas kondensatoroj serie. La bildo dekstre montras anstataŭigan kondensatoron kun kapacitanco egala al la du kondensatoroj konektitaj serie.
Komence, ambaŭ kondensatoroj ne estas elektre ŝargitaj. Post konekto al la baterio, la supra plato de kondensatoro C1, kiu estas konektita al la pozitiva poluso de la baterio, fariĝas pozitive ŝargita ĉar elektronoj moviĝas el ĝi, kaj la malsupra plato de kondensatoro C2, kiu estas konektita al la negativa poluso de la baterio, fariĝas negative ŝargita ĉar ĝi ricevas elektronojn. Negative ŝargitaj elektronoj moviĝas ĉar ili estas altiritaj de la pozitiva poluso de la baterio, kiu estas pozitive ŝargita. Poste, ĉi tiuj elektronoj estas forpuŝitaj de la negativa poluso de la baterio, kiu estas negative ŝargita direkte al la malsupra plato de kondensatoro C2 . La supra plato de kondensatoro C1 , kiu estas pozitive ŝargita, altiras elektronojn de la supra plato de kondensatoro C2, tiel ke la elektronoj moviĝas direkte al la malsupra plato de kondensatoro C1 . Rezulte, la malsupra plato de kondensatoro C1 fariĝas negative ŝargita kaj la supra plato de kondensatoro C2 fariĝas pozitive ŝargita.
La negativa ŝargo, kiu eliras el la supra plato de kondensilo C1 , estas la sama kiel la negativa ŝargo, kiu eniras la malsupran platon de kondensilo C2 , kaj la supra plato de kondensilo C1 ricevas pozitivan ŝargon, kiu estas la sama kiel la negativa ŝargo, kiu eliras el ĝi. Simile, la negativa ŝargo sur la malsupra plato de kondensilo C1 estas la sama kiel la pozitiva ŝargo sur la supra plato de kondensilo C2 . Do ĉiu konduktila plato havas la saman kvanton da ŝargo, sed la signo estas malsama, kie la supra plato de kondensilo C1 havas ŝargon de +Q, la malsupra plato de kondensilo C1 havas ŝargon de -Q, la supra plato de kondensilo C2 havas ŝargon de +Q kaj la malsupra plato de kondensilo C2 havas ŝargon de -Q. En seria cirkvito, la kvanto de elektra ŝargo sur kondensilo C1 ( Q1 ) = la kvanto de elektra ŝargo sur kondensilo C2 ( Q2 ) = Q.
Kio pri la elektra potencialo? En seria cirkvito, la elektra potencialo sur la anstataŭiga kondensilo estas la sama kiel la elektra potencialo sur ĉiu kondensilo, V = V1 +V2. Elektra potencialo sur kondensilo C1 estas V1 = Q/C1, la elektra potencialo sur kondensilo C2 estas V2 = Q/C2 kaj la elektra potencialo sur la anstataŭiga kondensilo estas V = Q/C.
V = V1 +V2
Q/C = Q/C1 + Q/C2
Q/C = Q (1/C1 + 1/C2)
1/C = 1/C1 + 1/C2
Se tri kondensatoroj estas konektitaj serie, la supra formulo ŝanĝiĝas al:
1/C = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3
Se estas kvar kondensatoroj, tiam aldonu 1/C4Simile, se estas kvin kondensatoroj, kaj tiel plu. Jen la formulo por determini la kapacitancon de la anstataŭiga kondensatoro por kondensatoroj konektitaj serie.
Supozu C1 estas 2 kaj C2 estas 1 tiam la kapacitanco de la anstataŭiga kondensilo estas:
1/C = 1/C1 + 1/C2 = 1/2 + 1/1 = 1/2 + 2/2 = 3/2
C/1 = C = 2/3
Surbaze de ĉi tiu kalkulo, oni konkludas, ke la kapacitanco de la anstataŭiga kondensilo estas pli malgranda ol la kapacitanco de ĉiu kondensilo konektita serie.
Paralela Cirkvito
Du kondensatoroj konektitaj kiel montrite maldekstre nomiĝas paralelaj kondensatoroj. La bildo dekstre montras ekvivalentan kondensatoron kun kapacitanco egala al la du kondensatoroj konektitaj paralele.
La supraj platoj de la kondensatoroj C1 kaj C2 estas konektitaj al la pozitiva terminalo de la baterio, do ili havas altan elektran potencialon. Dume, la malsupraj platoj de la kondensatoroj C1 kaj C2 estas konektitaj al la negativa terminalo de la baterio, do ili ankaŭ havas malaltan elektran potencialon. Tial, oni povas konkludi, ke ĉiu kondensatoro konektita paralele havas potencialan diferencon egalan al la potenciala diferenco de la baterio (V1 = V2 = V).
Kiam du paralelaj kondensatoroj estas konektitaj al baterio, la pozitiva poluso de la baterio altiras elektronojn al la supra plato, dum la negativa poluso de la baterio forpuŝas elektronojn al la malsupra plato, kaŭzante ke elektronoj moviĝas de la supra plato al la malsupra plato. La du supraj platoj perdas elektronojn, fariĝante pozitive ŝargitaj, kaj la du malsupraj platoj akiras elektronojn, fariĝante negative ŝargitaj. La elektrontransdono ĉesas kiam la potenciala diferenco inter la du konduktilaj platoj egalas al la potenciala diferenco de la baterio.
La supra plato de kondensilo C1 kaj la malsupra plato de kondensilo C1 stokas la saman elektran ŝargon sed havas kontraŭajn signojn. Simile, la supra plato de kondensilo C2 kaj la malsupra plato de kondensilo C2 stokas la saman elektran ŝargon sed havas kontraŭajn signojn. Se la elektra ŝargo stokita en kondensilo C1 estas Q1 kaj la elektra ŝargo stokita en kondensilo C2 estas Q2 , tiam la tuta elektra ŝargo stokita en ambaŭ kondensiloj konektitaj paralele estas Q = Q1 + Q2 . Do la tuta elektra ŝargo en la kondensiloj konektitaj paralele egalas al la sumo de la ŝargoj en ĉiu kondensilo.
La grando de la elektra ŝargo sur ĉiu kondensilo konektita paralele estas kalkulata per la ekvacio Q1 = C1 ΔV kaj Q2 = C2 ΔV dum la grando de la elektra ŝargo sur la anstataŭiga kondensilo estas kalkulata per la ekvacio Q = C ΔV, kie Q estas la elektra ŝargo, C estas la kapacitanco kaj ΔV estas la elektra potenciala diferenco. La ekvacio Q = Q1 +Q2 reformulita per anstataŭigo de Q:
Q = Q1 +Q2
C ΔV = C1 ΔV + C2 ΔV
C ΔV = ΔV (C1 + C2)
C = C1 + C2
La potenciala diferenco ΔV estas la sama kaj tial estas eliminita el la ekvacio.
Se estas tri kondensatoroj konektitaj paralele, la formulo supre ŝanĝiĝas al:
C = C1 + C2 + C3
Se estas kvar kondensatoroj, tiam C estas aldonita4Simile, se estas kvin kondensatoroj, kaj tiel plu. Jen la formulo por determini la kapacitancon de la anstataŭiga kondensatoro por kondensatoroj konektitaj paralele.
Supozu C1 estas 2 kaj C2 estas 1 tiam la kapacitanco de la anstataŭiga kondensilo estas:
C = C1 + C2 2 + 1 = 3
Surbaze de ĉi tiu kalkulo, oni konkludas, ke la kapacitanco de la anstataŭiga kondensilo estas pli granda ol la kapacitanco de ĉiu kondensilo konektita paralele.