콘덴서는 특정한 용량을 가지고 있습니다. 필요한 용량의 콘덴서가 없을 경우, 두 개 이상의 콘덴서를 연결하여 원하는 용량을 얻을 수 있습니다. 콘덴서를 올바르게 연결하려면 콘덴서 회로에 대한 철저한 이해가 필수적입니다.
콘덴서 회로를 공부하기 전에 먼저 기호들을 이해해야 합니다.
다음은 그림입니다. 콘덴서 기호에서 두 개의 세로선은 평행판 콘덴서의 두 도체를 나타냅니다. 배터리 기호에서 긴 세로선은 고전위(+)를, 짧은 세로선은 저전위(-)를 나타냅니다. 콘덴서와 배터리 기호 모두에서 가로선은 전선을 나타냅니다.
직렬 회로
왼쪽 그림과 같이 연결된 두 개의 커패시터를 직렬 커패시터라고 합니다. 오른쪽 그림은 직렬로 연결된 두 커패시터와 동일한 용량을 가진 대체 커패시터를 보여줍니다.
초기에 두 커패시터 모두 충전되지 않은 상태입니다. 배터리에 연결된 후, 커패시터 C의 윗면은 충전됩니다.1 배터리의 양극에 연결된 부분은 전자가 빠져나가면서 양전하를 띠게 되고, 커패시터 C의 아래쪽 판도 양전하를 띠게 됩니다.2 배터리의 음극 단자에 연결된 커패시터는 전자를 받아 음전하를 띠게 됩니다. 음전하를 띤 전자는 배터리의 양극 단자에 끌리기 때문에 이동합니다. 그런 다음 이 전자들은 음전하를 띤 배터리의 음극 단자에 의해 반발되어 커패시터 C의 아래쪽 판으로 이동합니다.2커패시터 C의 상판1 양전하를 띤 판은 축전기 C의 위쪽 판에서 전자를 끌어당깁니다.2 그래서 전자들이 축전기 C의 아래쪽 판 쪽으로 이동하게 됩니다.1결과적으로 커패시터 C의 하단 플레이트는1 음전하를 띠게 되고 커패시터 C의 윗판이2 양전하를 띠게 됩니다.
커패시터 C의 윗판에서 음전하가 방출됩니다.1 커패시터 C의 하단 플레이트로 들어가는 음전하량과 동일한 양2 그리고 커패시터 C의 상판1 축전기 C의 아래쪽 판에는 나오는 음전하와 크기가 같은 양전하가 축적됩니다. 마찬가지로, 축전기 C의 아래쪽 판에는 음전하가 축적됩니다.1 이는 커패시터 C의 윗판에 있는 양전하와 같습니다.2따라서 각 도체 판은 동일한 양의 전하를 가지지만 부호는 다릅니다. 커패시터 C의 윗판은...1 +Q로 충전된 커패시터 C의 하단판1 커패시터 C의 상판은 -Q만큼 충전되어 있습니다.2 +Q만큼 충전되어 있고 커패시터의 하단 플레이트는 C입니다.2 직렬 회로에서 커패시터 C에 저장된 전하량은 -Q입니다.1 (Q1) = 금액 전하 커패시터 C에2 (Q2) = Q.
그렇다면 전위는 어떨까요? 직렬 회로에서 교체된 커패시터의 전위는 각 커패시터의 전위와 동일합니다. 즉, V = V입니다.1 + V2. 전위 커패시터 C에1 V입니다1 = Q/C1커패시터 C의 전기 전위2 V입니다2 = Q/C2 교체된 커패시터의 전위는 V = Q/C입니다.
V = V1 + V2
Q/C = Q/C1 + Q/C2
Q/C = Q (1/C1 + 1/C2)
1/C = 1/C1 + 1/C2
세 개의 커패시터가 직렬로 연결된 경우, 위의 공식은 다음과 같이 바뀝니다.
1/C = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3
콘덴서가 4개 있다면 1/C를 더하십시오.4마찬가지로, 커패시터가 5개라면, 그 이상도 마찬가지입니다. 이것은 직렬로 연결된 커패시터를 대체할 커패시터의 용량을 결정하는 공식입니다.
C라고 가정해 봅시다1 2와 C입니다.2 값이 1이면 교체용 커패시터의 용량은 다음과 같습니다.
1/C = 1/C1 + 1/C2 = 1/2 + 1/1 = 1/2 + 2/2 = 3/2
C/1 = C = 2/3
이 계산에 따르면, 교체용 커패시터의 용량은 직렬로 연결된 각 커패시터의 용량보다 작다는 결론을 내릴 수 있습니다.
병렬 회로
왼쪽 그림과 같이 연결된 두 개의 커패시터를 병렬 커패시터라고 합니다. 오른쪽 그림은 병렬로 연결된 두 커패시터의 용량과 동일한 용량을 가진 등가 커패시터를 보여줍니다.
커패시터 C의 상판1 그리고 C2 배터리의 양극에 연결되어 이 두 판이 높은 전위를 갖게 됩니다. 한편, 커패시터 C의 아래쪽 판은1 그리고 C2 배터리의 음극에 연결되어 있으므로 이 두 판도 낮은 전위를 갖게 됩니다. 따라서 병렬로 연결된 각 커패시터는 배터리 전위차(V)와 동일한 전위차를 갖는다고 결론지을 수 있습니다.1 = V2 = V).
두 개의 병렬 커패시터를 배터리에 연결하면, 배터리의 양극은 전자를 위쪽 판으로 끌어당기고 음극은 전자를 아래쪽 판으로 밀어내어 전자가 위쪽 판에서 아래쪽 판으로 이동하게 됩니다. 두 개의 위쪽 판은 전자를 잃어 양전하를 띠게 되고, 두 개의 아래쪽 판은 전자를 얻어 음전하를 띠게 됩니다. 전자의 이동은 두 커패시터 판 사이의 전위차가 배터리의 전위차와 같아지면 멈춥니다.
커패시터 C의 상판1 그리고 커패시터 C의 하단 플레이트1 동일한 전하를 띠지만 부호는 반대입니다. 마찬가지로 커패시터 C의 윗판도 같은 전하를 띕니다.2 그리고 커패시터 C의 하단 플레이트2 축전기는 크기는 같지만 부호가 반대인 전하를 저장합니다. 만약 축전기 C에 저장된 전하량이1 Q입니다1 그리고 커패시터 C에 저장된 전하량2 Q입니다2 그러면 병렬로 연결된 두 커패시터에 저장된 전하량은 Q = Q입니다.1 + Q2따라서 병렬로 연결된 커패시터에 축적되는 총 전하는 각 커패시터에 축적되는 전하의 합과 같습니다.
병렬로 연결된 각 커패시터에 저장된 전하량의 크기는 Q = 1/2 공식을 사용하여 계산됩니다.1 = C1 ΔV와 Q2 = C2 교체된 커패시터에 축적된 전하량의 크기는 Q = C ΔV라는 공식을 사용하여 계산됩니다. 여기서 Q는 전하량, C는 정전 용량, ΔV는 전위차입니다. 공식은 Q = Q입니다.1 + Q2 Q를 대체하여 재구성됨:
Q = Q1 + Q2
C ΔV = C1 ΔV + C2 △V
C ΔV = ΔV (C1 + C2)
C = C1 + C2
전위차 ΔV는 동일하므로 방정식에서 제거됩니다.
세 개의 커패시터가 병렬로 연결된 경우, 위의 공식은 다음과 같이 바뀝니다.
C = C1 + C2 + C3
커패시터가 4개 있다면 C가 추가됩니다.4마찬가지로, 커패시터가 5개라면, 그 이상도 마찬가지입니다. 이것은 병렬로 연결된 커패시터를 대체할 커패시터의 용량을 결정하는 공식입니다.
C라고 가정해 봅시다1 2와 C입니다.2 값이 1이면 교체용 커패시터의 용량은 다음과 같습니다.
C = C1 + C2 = 2 + 1 = 3
이 계산에 따르면, 교체용 커패시터의 용량은 병렬로 연결된 각 커패시터의 용량보다 크다는 결론을 내릴 수 있습니다.