រូបមន្តសៀគ្វី Capacitor

កាប៉ាស៊ីទ័រមានកាប៉ាស៊ីតេជាក់លាក់មួយ។ ប្រសិនបើកាប៉ាស៊ីទ័រដែលត្រូវការមិនមានទេ កាប៉ាស៊ីទ័រពីរ ឬច្រើនអាចត្រូវបានភ្ជាប់ដើម្បីសម្រេចបានកាប៉ាស៊ីទ័រដែលត្រូវការ។ ដើម្បីភ្ជាប់កាប៉ាស៊ីទ័របានត្រឹមត្រូវ ការយល់ដឹងយ៉ាងហ្មត់ចត់អំពីសៀគ្វីកាប៉ាស៊ីទ័រគឺមានសារៈសំខាន់។

មុននឹងសិក្សាសៀគ្វីកាប៉ាស៊ីទ័រ សូមយល់អំពីនិមិត្តសញ្ញាជាមុនសិន។ ខាងក្រោមនេះ។ បន្ទាត់បញ្ឈរពីរនៅក្នុងនិមិត្តសញ្ញាកាប៉ារ៉ាឡែលតំណាងឱ្យខ្សែចម្លងពីរនៅក្នុងកាប៉ារ៉ាឡែលបន្ទះស្របគ្នា។ នៅក្នុងនិមិត្តសញ្ញាថ្ម បន្ទាត់បញ្ឈរវែងជាងតំណាងឱ្យសក្តានុពលខ្ពស់ (+) និងបន្ទាត់បញ្ឈរខ្លីជាងតំណាងឱ្យសក្តានុពលទាប (-)។ បន្ទាត់ផ្ដេកនៅក្នុងនិមិត្តសញ្ញាកាប៉ារ៉ាឡែល និងថ្មតំណាងឱ្យខ្សែភ្លើង។

សៀគ្វីស៊េរី

កាប៉ាស៊ីទ័រពីរដែលភ្ជាប់គ្នាដូចបង្ហាញនៅខាងឆ្វេងត្រូវបានគេហៅថា កាប៉ាស៊ីទ័រជាស៊េរី។ រូបភាពនៅខាងស្តាំបង្ហាញកាប៉ាស៊ីទ័រជំនួសដែលមានកាប៉ាស៊ីទ័រស្មើនឹងកាប៉ាស៊ីទ័រពីរដែលភ្ជាប់ជាស៊េរី។

ដំបូងឡើយ កាប៉ាស៊ីទ័រទាំងពីរមិនត្រូវបានសាកទេ។ បន្ទាប់ពីត្រូវបានភ្ជាប់ទៅនឹងថ្ម បន្ទះខាងលើនៃកាប៉ាស៊ីទ័រ C₁ ដែលភ្ជាប់ទៅនឹងបង្គោលវិជ្ជមាននៃថ្ម ក្លាយជាបន្ទុកវិជ្ជមាន ពីព្រោះអេឡិចត្រុងផ្លាស់ទីចេញពីវា ហើយបន្ទះខាងក្រោមនៃកាប៉ាស៊ីទ័រ C₂ កាប៉ាស៊ីទ័រដែលភ្ជាប់ទៅនឹងខ្សែអវិជ្ជមានរបស់ថ្មក្លាយជាមានបន្ទុកអវិជ្ជមានដោយសារតែអេឡិចត្រុងដែលវាទទួលបាន។ អេឡិចត្រុងដែលមានបន្ទុកអវិជ្ជមានផ្លាស់ទីដោយសារតែវាត្រូវបានទាក់ទាញទៅនឹងខ្សែវិជ្ជមានដែលមានបន្ទុកវិជ្ជមានរបស់ថ្ម។ បន្ទាប់មកអេឡិចត្រុងទាំងនេះត្រូវបានរុញច្រានដោយខ្សែអវិជ្ជមានដែលមានបន្ទុកអវិជ្ជមានរបស់ថ្មឆ្ពោះទៅបន្ទះខាងក្រោមនៃកាប៉ាស៊ីទ័រ C។₂បន្ទះខាងលើនៃ capacitor C₁ បន្ទះ​ដែល​មាន​បន្ទុក​វិជ្ជមាន​ទាក់ទាញ​អេឡិចត្រុង​ពី​បន្ទះ​ខាងលើ​នៃ​កាប៉ាស៊ីទ័រ C។₂ ដូច្នេះអេឡិចត្រុងផ្លាស់ទីឆ្ពោះទៅរកបន្ទះខាងក្រោមនៃ capacitor C₁ជាលទ្ធផល បន្ទះខាងក្រោមនៃ capacitor C₁ ក្លាយជាបន្ទុកអវិជ្ជមាន ហើយបន្ទះខាងលើនៃ capacitor C₂ ក្លាយជាបន្ទុកវិជ្ជមាន។

បន្ទុកអវិជ្ជមានចេញពីបន្ទះខាងលើនៃកាប៉ាស៊ីទ័រ C₁ បរិមាណដូចគ្នានឹងបន្ទុកអវិជ្ជមានដែលចូលទៅក្នុងបន្ទះខាងក្រោមនៃកាប៉ាស៊ីទ័រ C₂ និងបន្ទះខាងលើនៃ capacitor C₁ ទទួលបានបន្ទុកវិជ្ជមានដែលមានទំហំស្មើនឹងបន្ទុកអវិជ្ជមានដែលចេញពីវា។ ដូចគ្នានេះដែរ បន្ទុកអវិជ្ជមាននៅលើបន្ទះខាងក្រោមនៃកាប៉ាស៊ីទ័រ C₁ គឺដូចគ្នានឹងបន្ទុកវិជ្ជមាននៅលើបន្ទះខាងលើនៃកាប៉ាស៊ីទ័រ C₂ដូច្នេះបន្ទះសៀគ្វីនីមួយៗមានបរិមាណបន្ទុកដូចគ្នា ប៉ុន្តែសញ្ញាគឺខុសគ្នា ដែលបន្ទះខាងលើនៃកាប៉ាស៊ីទ័រ C₁ បានសាក +Q ដែលជាបន្ទះខាងក្រោមនៃកាប៉ាស៊ីទ័រ C₁ បានសាក -Q ដែលជាបន្ទះខាងលើនៃ capacitor C₂ សាក +Q និងបន្ទះខាងក្រោមនៃកាប៉ាស៊ីទ័រ C₂ បានសាក -Q។ នៅក្នុងសៀគ្វីស៊េរី បរិមាណនៃបន្ទុកអគ្គិសនីនៅលើឧបករណ៍ផ្ទុកអគ្គិសនី C₁ (Q₁) = បរិមាណ បន្ទុកអគ្គិសនី នៅលើឧបករណ៍ផ្ទុកថាមពល C₂ (Q₂) = សំណួរ។

ចុះ​សក្តានុពល​អគ្គិសនី​វិញ? នៅក្នុងសៀគ្វីស៊េរី សក្តានុពលអគ្គិសនីនៅលើកាប៉ាស៊ីទ័រជំនួសគឺដូចគ្នានឹងសក្តានុពលអគ្គិសនីនៅលើកាប៉ាស៊ីទ័រនីមួយៗ V = V₁ + វី₂. សក្តានុពលអគ្គិសនី នៅលើឧបករណ៍ផ្ទុកថាមពល C₁ គឺ V₁ = សំណួរ/ចម្លើយ₁សក្តានុពលអគ្គិសនីលើឧបករណ៍ផ្ទុកអគ្គិសនី C₂ គឺ V₂ = សំណួរ/ចម្លើយ₂ ហើយសក្តានុពលអគ្គិសនីនៅលើកាប៉ាស៊ីទ័រជំនួសគឺ V = Q/C។
វី = វ₁ + វី₂
សំណួរ/គ = សំណួរ/គ₁ + សំណួរ/ចម្លើយ₂
Q/C = Q (1/C₁ + ១/គ₂)
១/គ = ១/គ₁ + ១/គ₂
ប្រសិនបើមានឧបករណ៍ផ្ទុកថាមពលបីភ្ជាប់ជាស៊េរី រូបមន្តខាងលើនឹងផ្លាស់ប្តូរទៅជា៖
១/គ = ១/គ₁ + ១/គ₂ + ១/គ₃
ប្រសិនបើមានកាប៉ាស៊ីទ័រចំនួនបួន សូមបន្ថែម 1/C₄ដូចគ្នានេះដែរ ប្រសិនបើមានកាប៉ាស៊ីទ័រចំនួនប្រាំ ហើយដូច្នេះនៅលើ។ នេះគឺជារូបមន្តសម្រាប់កំណត់សមត្ថភាពនៃកាប៉ាស៊ីទ័រជំនួសសម្រាប់កាប៉ាស៊ីទ័រដែលភ្ជាប់ជាស៊េរី។

ឧបមាថា C₁ គឺ 2 និង C₂ គឺ 1 នោះសមត្ថភាពនៃ capacitor ជំនួសគឺ៖
១/គ = ១/គ₁ + ១/គ₂ = ១/៥ + ១/២០ = ៤/២០ + ១/២០ = ៥/២០
គ/១ = គ = ២/៣
ដោយផ្អែកលើការគណនានេះ វាត្រូវបានសន្និដ្ឋានថា សមត្ថភាពរបស់កាប៉ាស៊ីទ័រជំនួសគឺតូចជាងសមត្ថភាពរបស់កាប៉ាស៊ីទ័រនីមួយៗដែលភ្ជាប់ជាស៊េរី។

សៀគ្វីប៉ារ៉ាឡែល

កាប៉ារ៉ាឡែលពីរដែលភ្ជាប់គ្នាដូចបង្ហាញនៅខាងឆ្វេងត្រូវបានគេហៅថា កាប៉ារ៉ាឡែលប៉ារ៉ាឡែល។ រូបភាពនៅខាងស្តាំបង្ហាញកាប៉ារ៉ាឡែលសមមូលដែលមានសមត្ថភាពស្មើនឹងកាប៉ារ៉ាឡែលពីរដែលភ្ជាប់គ្នាស្របគ្នា។

បន្ទះខាងលើនៃកាប៉ាស៊ីទ័រ C₁ និង C₂ ភ្ជាប់ទៅនឹងបង្គោលវិជ្ជមាននៃថ្ម ដូច្នេះបន្ទះទាំងពីរនេះមានសក្តានុពលអគ្គិសនីខ្ពស់។ ទន្ទឹមនឹងនេះ បន្ទះខាងក្រោមនៃកាប៉ាស៊ីទ័រ C₁ និង C₂ ភ្ជាប់ទៅនឹងប៉ូលអវិជ្ជមាននៃថ្ម ដូច្នេះបន្ទះទាំងពីរនេះក៏មានសក្តានុពលអគ្គិសនីទាបផងដែរ។ ដូច្នេះអាចសន្និដ្ឋានបានថា កាប៉ារ៉ាឡែលនីមួយៗដែលភ្ជាប់ស្របគ្នាមានភាពខុសគ្នានៃសក្តានុពលដូចគ្នានឹងភាពខុសគ្នានៃសក្តានុពលថ្ម (V₁ = វី₂ = វ)។

នៅពេលដែលឧបករណ៍ផ្ទុកអគ្គិសនីពីរស្របគ្នាត្រូវបានភ្ជាប់ទៅនឹងថ្ម បង្គោលវិជ្ជមាននៃថ្មទាក់ទាញអេឡិចត្រុងទៅកាន់បន្ទះខាងលើ ខណៈពេលដែលបង្គោលអវិជ្ជមាននៃថ្មរុញអេឡិចត្រុងទៅកាន់បន្ទះខាងក្រោម ដែលបណ្តាលឱ្យអេឡិចត្រុងផ្លាស់ទីពីបន្ទះខាងលើទៅបន្ទះខាងក្រោម។ បន្ទះខាងលើទាំងពីរបាត់បង់អេឡិចត្រុង ក្លាយជាបន្ទុកវិជ្ជមាន ហើយបន្ទះខាងក្រោមទាំងពីរទទួលបានអេឡិចត្រុង ក្លាយជាបន្ទុកអវិជ្ជមាន។ ការផ្ទេរអេឡិចត្រុងឈប់នៅពេលដែលភាពខុសគ្នានៃសក្តានុពលរវាងបន្ទះចរន្តទាំងពីរស្មើនឹងភាពខុសគ្នានៃសក្តានុពលនៃថ្ម។

បន្ទះខាងលើនៃកាប៉ាស៊ីទ័រ C₁ និងបន្ទះខាងក្រោមនៃ capacitor C₁ ផ្ទុកបន្ទុកអគ្គិសនីដូចគ្នា ប៉ុន្តែមានសញ្ញាផ្ទុយគ្នា។ ដូចគ្នានេះដែរ បន្ទះខាងលើនៃកាប៉ាស៊ីទ័រ C₂ និងបន្ទះខាងក្រោមនៃ capacitor C₂ រក្សាទុកបន្ទុកអគ្គិសនីដែលមានទំហំដូចគ្នា ប៉ុន្តែមានសញ្ញាផ្ទុយគ្នា។ ប្រសិនបើបន្ទុកអគ្គិសនីរក្សាទុកក្នុងកាប៉ាស៊ីទ័រ C₁ គឺជា Q₁ និងបន្ទុកអគ្គិសនីដែលរក្សាទុកក្នុងកាប៉ាស៊ីទ័រ C₂ គឺជា Q₂ បន្ទាប់មកបរិមាណបន្ទុកអគ្គិសនីដែលរក្សាទុកនៅក្នុងកាប៉ារ៉ាឡែលពីរដែលភ្ជាប់ស្របគ្នាគឺ Q = Q₁ + សំណួរ₂ដូច្នេះបន្ទុកអគ្គិសនីសរុបនៅលើកាប៉ារ៉ាឡែលដែលភ្ជាប់ស្របគ្នាគឺដូចគ្នានឹងផលបូកនៃបន្ទុកនៅលើកាប៉ារ៉ាឡែលនីមួយៗ។

ទំហំនៃបន្ទុកអគ្គិសនីនៅលើឧបករណ៍ផ្ទុកអគ្គិសនីនីមួយៗដែលភ្ជាប់ស្របគ្នាត្រូវបានគណនាដោយប្រើសមីការ Q₁ = គ។₁ ΔV និង Q₂ = គ។₂ ΔV ខណៈពេលដែលទំហំនៃបន្ទុកអគ្គិសនីនៅលើកាប៉ាស៊ីទ័រជំនួសត្រូវបានគណនាដោយប្រើសមីការ Q = C ΔV ដែល Q ជាបន្ទុកអគ្គិសនី C ជាកាប៉ាស៊ីទ័រ និង ΔV ជាភាពខុសគ្នានៃសក្តានុពលអគ្គិសនី។ សមីការ Q = Q₁ + សំណួរ₂ ត្រូវបានរៀបចំឡើងវិញដោយជំនួស Q:
សំណួរ = សំណួរ₁ + សំណួរ₂
C ΔV = C₁ ΔV + C₂ ΔV
C ΔV = ΔV (C₁ + គ₂)
គ = គ₁ + គ₂
ភាពខុសគ្នាសក្តានុពល ΔV គឺដូចគ្នា ហើយដូច្នេះត្រូវបានលុបចេញពីសមីការ។
ប្រសិនបើមានឧបករណ៍ផ្ទុកថាមពលបីភ្ជាប់គ្នាស្របគ្នា រូបមន្តខាងលើនឹងផ្លាស់ប្តូរទៅជា៖
គ = គ₁ + គ₂ + គ₃
ប្រសិនបើមាន capacitors ចំនួនបួន នោះ C ត្រូវបានបន្ថែម₄ដូចគ្នានេះដែរ ប្រសិនបើមានកាប៉ាស៊ីទ័រចំនួនប្រាំ ហើយដូច្នេះនៅលើ។ នេះគឺជារូបមន្តសម្រាប់កំណត់សមត្ថភាពនៃកាប៉ាស៊ីទ័រជំនួសសម្រាប់កាប៉ាស៊ីទ័រដែលភ្ជាប់ស្របគ្នា។

ឧបមាថា C₁ គឺ 2 និង C₂ គឺ 1 នោះសមត្ថភាពនៃ capacitor ជំនួសគឺ៖
គ = គ₁ + គ₂ = 2 + 1 = 3
ដោយផ្អែកលើការគណនានេះ វាត្រូវបានសន្និដ្ឋានថា សមត្ថភាពរបស់កាប៉ាស៊ីទ័រជំនួសគឺធំជាងសមត្ថភាពរបស់កាប៉ាស៊ីទ័រនីមួយៗដែលភ្ជាប់ស្របគ្នា។