სტატია კონდენსატორის წრედის განტოლების შესახებ
კონდენსატორს გარკვეული ტევადობა აქვს. თუ საჭირო ტევადობა არ არის ხელმისაწვდომი, საჭირო ტევადობის მისაღებად შესაძლებელია ორ ან მეტ კონდენსატორთან შეერთება. კონდენსატორის სწორად შესაერთებლად, საჭიროა კონდენსატორის წრედის შესახებ სწორი ცოდნა. 🙂
შესწავლამდე, CAPACITOR სქემაზე მუშაობისთვის, პირველ რიგში, გაიგეთ შემდეგი სიმბოლოები. კონდენსატორის სიმბოლოზე ორი ვერტიკალური ხაზი წარმოადგენს პარალელურ ფირფიტოვან კონდენსატორებზე არსებულ ორ გამტარს. ბატარეის სიმბოლოში, უფრო გრძელი ვერტიკალური ხაზი წარმოადგენს მაღალ პოტენციალს (+), ხოლო უფრო მოკლე ვერტიკალური ხაზი - დაბალ პოტენციალს (-). როგორც კონდენსატორის, ასევე ბატარეის სიმბოლოს ჰორიზონტალური ხაზი წარმოადგენს კაბელს.
სერიული წრედი
მარცხენა ფიგურაზე ნაჩვენები ორი კონდენსატორის მიერთებას მიმდევრობით შეერთებული კონდენსატორები ეწოდება. მარჯვენა ფიგურაზე ნაჩვენებია ეკვივალენტური კონდენსატორი, რომლის ტევადობა ორი მიმდევრობით შეერთებული კონდენსატორის ტოლია.
თავდაპირველად, ორი კონდენსატორი არ იყო ელექტრულად დამუხტული. აკუმულატორთან შეერთების შემდეგ, კონდენსატორის C1 ფირფიტა , რომელიც დაკავშირებულია აკუმულატორის დადებით პოლუსთან, დადებითად დამუხტული ხდება. რადგან ელექტრონები გამოდიან მისგან და კონდენსატორის C2 ქვედა ფირფიტა , რომელიც დაკავშირებულია აკუმულატორის უარყოფით პოლუსთან, უარყოფითად დამუხტული ხდება, რადგან ის იღებს ელექტრონებს. უარყოფითად დამუხტული ელექტრონები მოძრაობენ, რადგან მათ იზიდავს აკუმულატორის დადებითი პოლუსი, რომელიც დადებითად დამუხტულია.
შემდეგ ეს ელექტრონები აკუმულატორის უარყოფითი პოლუსის უარყოფითად დამუხტული ელექტრონების მიერ კონდენსატორის C2 ფსკერისკენ იხრება . დადებითად დამუხტული კონდენსატორის C1 ფირფიტა ელექტრონებს კონდენსატორის C2 ზემოდან იზიდავს ისე , რომ ელექტრონები კონდენსატორის C1 ფსკერისკენ გადაადგილდნენ . შედეგად, კონდენსატორის C1 ფირფიტა უარყოფითად დამუხტვადი ხდება, ხოლო კონდენსატორის C2 ფირფიტა - დადებითად დამუხტული.
კონდენსატორი C1- ის ზემოდან გამომავალი უარყოფითი მუხტი იმდენივეა, რამდენიც კონდენსატორი C2-ის ქვემოდან შემავალი უარყოფითი მუხტი. კონდენსატორი C1- ის ფირფიტა დადებით მუხტს იღებს, რომელიც მისგან გამომავალ უარყოფით მუხტს უდრის. , კონდენსატორი C1-ის ქვედა ფირფიტაზე უარყოფითი მუხტი კონდენსატორი C2- ის ფირფიტაზე დადებით მუხტს უდრის . ამგვარად, თითოეულ გამტარ ფირფიტას ერთნაირი მუხტი აქვს, მაგრამ ნიშანი განსხვავებულია, სადაც კონდენსატორი C1- ის ზედა ნაწილი დამუხტულია + Q.
კონდენსატორის C ქვედა ნაწილი1 დამუხტულია -Q, კონდენსატორის C ზედა ნაწილი2 დამუხტულია +Q-ით, ხოლო კონდენსატორის ქვედა ნაწილი C2 დამუხტულია -Q. მიმდევრობით წრედში, კონდენსატორ C-ზე ელექტრული მუხტის რაოდენობა1 (Q1) = კონდენსატორ C-ზე ელექტრული მუხტის რაოდენობა2 (Q2) = Q.
რაც შეეხება ელექტრულ პოტენციალს? მიმდევრობით შეერთებულ წრედში, ეკვივალენტური კონდენსატორის ელექტრული პოტენციალი უდრის თითოეული კონდენსატორის ელექტრულ პოტენციალს, V = V1 + V2კონდენსატორის C ელექტრული პოტენციალი1 არის V1 = კითხვა/პასუხი1, კონდენსატორის C ელექტრული პოტენციალი2 არის V2 = კითხვა/პასუხი2, და კონდენსატორის ელექტრული პოტენციალია V = Q/C.
V = V1 + V2
კითხვა/ც = კითხვა/ც 1 + კითხვა/ც 2
Q/C = Q (1/C 1 + 1/C 2 )
1/C = 1/C 1 + 1/C 2
თუ სამი კონდენსატორია მიმდევრობით შეერთებული, ზემოთ მოცემული ფორმულა შემდეგნაირად იცვლება:
1/C = 1/C 1 + 1/C 2 + 1/C 3
თუ ოთხი კონდენსატორია, ემატება 1/C 4. ანალოგიურად, თუ ხუთი კონდენსატორია და ა.შ. ეს არის ფორმულა, რომელიც განსაზღვრავს ეკვივალენტური კონდენსატორის ტევადობას მიმდევრობით შეერთებული კონდენსატორებისთვის.
დავუშვათ, რომ C 1 უდრის 2-ს და C 2 უდრის 1-ს, მაშინ შემცვლელი კონდენსატორის ტევადობაა:
1/C = 1/C 1 + 1/C 2 = 1/2 + 1/1 = 1/2 + 2/2 = 3/2
C/1 = C = 2/3
ამ გაანგარიშების საფუძველზე, დაასკვნეს, რომ შემცვლელი კონდენსატორის ტევადობა ნაკლებია მიმდევრობით შეერთებული თითოეული კონდენსატორის ტევადობაზე.
პარალელური წრედი
მარცხენა ფიგურაზე ნაჩვენები ორი კონდენსატორის პარალელურად შეერთებული კონდენსატორები ეწოდება. მარჯვენა ფიგურაზე ნაჩვენებია შემცვლელი კონდენსატორი, რომლის ტევადობა ტოლია პარალელურად შეერთებული ორი კონდენსატორის ტევადობისა.
კონდენსატორების C 1 და C 2 ფირფიტები დაკავშირებულია აკუმულატორის დადებით პოლუსთან, ამიტომ ამ ორ ფირფიტას მაღალი ელექტრული პოტენციალი აქვს. მაშინ როდესაც კონდენსატორების C 1 და C 2 ქვედა ფირფიტები დაკავშირებულია აკუმულატორის უარყოფით პოლუსთან, ამიტომ ამ ორ ფირფიტას ასევე დაბალი ელექტრული პოტენციალი აქვს. ამრიგად, შეგვიძლია დავასკვნათ, რომ თითოეულ პარალელურად დაკავშირებულ კონდენსატორს აქვს პოტენციური სხვაობა, რომელიც უდრის აკუმულატორის პოტენციური სხვაობის (V 1 = V 2 = V).
როდესაც ორი პარალელურად შეერთებული კონდენსატორი აკუმულატორს უკავშირდება, აკუმულატორის დადებითი პოლუსი ელექტრონებს ზედა ფირფიტისკენ იზიდავს. ხოლო უარყოფითი პოლუსი ელექტრონებს ქვედა ფირფიტაში გადაიტანს, რის გამოც ელექტრონები ზემოდან ქვემოთ გადაადგილდებიან. ორი ფირფიტა კარგავს ელექტრონებს, რის გამოც ისინი დადებითად დამუხტულები ხდებიან, ხოლო ორი ქვედა ფირფიტა იღებს ელექტრონებს, რის გამოც ისინი უარყოფითად დამუხტულები ხდებიან. ელექტრონების მოძრაობა წყდება მას შემდეგ, რაც ორ გამტარ ფირფიტას პოტენციური სხვაობა აკუმულატორის პოტენციური სხვაობის ტოლი გახდება.
კონდენსატორის C ზედა ნაწილი1 და კონდენსატორის C ქვედა ნაწილი1 ინახავენ ერთსა და იმავე ელექტრულ მუხტს, მაგრამ აქვთ საპირისპირო ნიშანი. ანალოგიურად, კონდენსატორის C ზედა ნაწილი2 და კონდენსატორის C ქვედა ნაწილი2 ინახავენ ერთსა და იმავე ელექტრულ მუხტს, მაგრამ საპირისპირო ნიშნები აქვთ. თუ ელექტრული მუხტი ინახება C კონდენსატორში1 არის Q1 და ელექტრული მუხტი ინახება C კონდენსატორში2 არის მეორე კვარტალი, მაშინ პარალელურად დაკავშირებულ ორივე კონდენსატორში შენახული ელექტრული მუხტის რაოდენობაა Q = Q1 +Q2ამგვარად, პარალელურად დაკავშირებულ კონდენსატორებზე მთლიანი ელექტრული მუხტი უდრის თითოეულ კონდენსატორზე მუხტის რაოდენობას.
პარალელურად დაკავშირებულ თითოეულ კონდენსატორში ელექტრული მუხტი გამოითვლება ფორმულით Q 1 = C 1 ΔV და Q 2 = C 2 ΔV, ხოლო შემცვლელი კონდენსატორის დიდი ელექტრული მუხტი გამოითვლება ფორმულით Q = C ΔV. სადაც Q არის ელექტრული მუხტი, C არის ტევადობა და ΔV არის ელექტრული პოტენციური სხვაობა. განტოლება Q = Q 1 + Q 2 ხელახლა ფორმულირებულია შემცვლელი Q-თი:
ქ = ქ 1 + ქ 2
C ΔV = C1 ΔV + C2 ΔV
C ΔV = ΔV ( C1 + C2 )
C = C 1 + C 2
ΔV-ს პოტენციური სხვაობა ტოლია, ამიტომ განტოლებიდან ამოღებულია.
თუ პარალელურად სამი კონდენსატორია შეერთებული, ზემოთ მოცემული ფორმულა შემდეგნაირად იცვლება:
C = C1 + C2 + C3
თუ ოთხი კონდენსატორია, ემატება C4. ანალოგიურად, თუ ხუთი კონდენსატორია და ა.შ. ეს არის პარალელურად შეერთებული კონდენსატორების შემცვლელი კონდენსატორის ტევადობის განსაზღვრის ფორმულა.
თუ C 1 უდრის 2-ს და C 2 უდრის 1-ს, მაშინ შემცვლელი კონდენსატორის ტევადობაა:
C = C 1 + C 2 = 2 + 1 = 3
ამ გაანგარიშების საფუძველზე, დაასკვნეს, რომ შემცვლელი კონდენსატორის ტევადობა მეტია პარალელურად შეერთებული თითოეული კონდენსატორის ტევადობაზე.
