Kondenzator ima određeni kapacitet. Ako potreban kapacitet nije dostupan, mogu se spojiti dva ili više kondenzatora kako bi se postigao potreban kapacitet. Za ispravno spajanje kondenzatora, bitno je temeljito razumijevanje kondenzatorskih krugova.
Prije proučavanja kondenzatorskih krugova, prvo shvatite simbole.
Sljedeće. Dvije okomite crte u simbolu kondenzatora predstavljaju dva vodiča u pločastom kondenzatoru. U simbolu baterije, dulja okomita crta predstavlja visoki potencijal (+), a kraća okomita crta predstavlja niski potencijal (-). Vodoravne crte i u simbolu kondenzatora i u simbolu baterije predstavljaju žice.
Serijski krug
Dva kondenzatora spojena kao što je prikazano lijevo nazivaju se serijski kondenzatori. Slika desno prikazuje zamjenski kondenzator s kapacitetom jednakim dvama kondenzatorima spojenim serijski.
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. Te elektrone zatim negativno nabijeni negativni pol baterije odbija prema donjoj ploči kondenzatora C.2Gornja ploča kondenzatora C1 Pozitivno nabijena ploča privlači elektrone s gornje ploče kondenzatora C.2 tako da se elektroni kreću prema donjoj ploči kondenzatora C1Kao rezultat toga, donja ploča kondenzatora C1 postaje negativno nabijen i gornja ploča kondenzatora C2 postanu pozitivno nabijeni.
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 dobiva pozitivni naboj koji je jednake veličine negativnom naboju koji iz njega izlazi. Slično tome, negativni naboj na donjoj ploči kondenzatora C1 je isti kao pozitivni naboj na gornjoj ploči kondenzatora C2Dakle, svaka ploča vodiča ima istu količinu naboja, ali je predznak različit, gdje je gornja ploča kondenzatora C1 nabijen +Q, donja ploča kondenzatora C1 nabijen -Q, gornja ploča kondenzatora C2 nabijeni +Q i donja ploča kondenzatora C2 nabijen -Q. U serijskom strujnom krugu, količina električnog naboja na kondenzatoru C1 (Q1) = iznos električni naboj na kondenzatoru C2 (Q2) = Q.
Što je s električnim potencijalom? U serijskom strujnom krugu, električni potencijal na zamjenskom kondenzatoru jednak je električnom potencijalu 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, dodajte 1/C4Slično tome, ako postoji pet kondenzatora i tako dalje. Ovo je formula za određivanje kapaciteta zamjenskog kondenzatora za kondenzatore spojene u seriju.
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 temelju ovog izračuna zaključuje se da je kapacitet zamjenskog kondenzatora manji od kapaciteta svakog kondenzatora spojenog u seriju.
Paralelni krug
Dva 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 dan C.2 spojen na pozitivni pol baterije tako da ove dvije ploče imaju visoki električni potencijal. U međuvremenu, donja ploča kondenzatora C1 dan C.2 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 razliku potencijala kao i razlika potencijala 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 nabijene, a dvije donje ploče dobivaju elektrone, postajući negativno nabijene. Prijenos elektrona prestaje kada je potencijalna razlika između dvije vodičke ploče jednaka potencijalnoj razlici baterije.
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 s 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 zbroju naboja na svakom kondenzatoru.
Veličina električnog naboja na svakom paralelno spojenom kondenzatoru izračunava se pomoću jednadžbe Q1 = C1 ΔV i Q2 = C2 ΔV dok se veličina električnog naboja na zamjenskom kondenzatoru izračunava pomoću jednadžbe Q = C ΔV, gdje je Q električni naboj, C je kapacitet, a ΔV je razlika električnih potencijala. Jednadžba Q = Q1 + Q2 preformulirano 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 jednadžbe.
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 temelju ovog izračuna zaključuje se da je kapacitet zamjenskog kondenzatora veći od kapaciteta svakog paralelno spojenog kondenzatora.