Конденсатор чынжырынын теңдемеси жөнүндө макала
Конденсатордун белгилүү бир сыйымдуулугу бар. Эгерде керектүү сыйымдуулук жок болсо, керектүү сыйымдуулукту алуу үчүн эки же андан көп эки конденсаторго туташтырууга болот. Конденсаторду туура туташтыруу үчүн, анын чынжыры жөнүндө туура маалымат керек. 🙂
Окуудан мурун емкостный схеманы түшүнүү үчүн, алгач төмөнкү символдорду түшүнүңүз. Конденсатордун символундагы эки тик сызык параллель пластиналуу конденсаторлордогу эки өткөргүчтү билдирет. Батареянын символунда узунураак тик сызык жогорку потенциалды (+), ал эми кыскараак тик сызык төмөнкү потенциалды (-) билдирет. Конденсатордун жана батареянын символунун горизонталдуу сызыгы кабелди билдирет.
Сериялык схема
Сол жактагы сүрөттө көрсөтүлгөндөй туташтырылган эки конденсатор удаалаш туташтырылган конденсаторлор деп аталат. Оң жактагы сүрөттө эки удаалаш туташтырылган конденсаторго барабар сыйымдуулукка ээ болгон эквиваленттүү конденсатор көрсөтүлгөн.
Башында эки конденсатор электрдик заряддалган эмес. Батареяга туташтырылгандан кийин, батареянын оң уюлуна туташкан C 1 конденсаторунун пластинасы оң зарядга айланат. Анткени электрондор андан чыгып кетет жана батареянын терс уюлуна туташкан C 2 конденсаторунун астыңкы пластинасы электрондорду кабыл алгандыктан терс зарядга айланат. Терс заряддалган электрондор кыймылдашат, анткени аларды батареянын оң заряддалган оң уюлу тартат.
Андан кийин бул электрондор батареянын терс уюлунун терс заряддалган бөлүгү тарабынан C2 конденсаторунун түбүнө карай четке кагылат . Оң заряддалган C1 конденсаторунун пластинасы электрондорду C2 конденсаторунун үстүнкү жагынан тартып , электрондор C1 конденсаторунун түбүнө карай жылат . Натыйжада, C1 конденсаторунун пластинасы терс заряддалат жана C2 конденсаторунун пластинасы оң заряддалат.
C1 конденсаторунун үстүнкү бөлүгүнөн чыккан терс заряд C2 конденсаторунун астыңкы бөлүгүнө кирген терс зарядга барабар. Ал эми C1 конденсаторунун пластинасы андан чыккан терс зарядга барабар оң заряд алат. , C1 конденсаторунун астыңкы пластинасындагы терс заряд C2 конденсаторунун пластинасындагы оң зарядга барабар . Демек, ар бир өткөргүч пластинасынын зарядынын көлөмү бирдей, бирок белгиси ар башка, мында C1 конденсаторунун үстүнкү бөлүгү + Q заряддалган.
C конденсаторунун түбү1 заряддалган -Q, C конденсаторунун үстүнкү бөлүгү2 +Q заряддалат, ал эми C конденсаторунун түбү2 заряды -Q болот. Удаалаш туташтыруу схемасында, C конденсаторундагы электр зарядынын көлөмү1 (Q1) = C конденсаторундагы электр зарядынын көлөмү2 (Q2) = Q.
Электрдик потенциал жөнүндө эмне айтууга болот? Удаалаш туташтыруу схемасында эквиваленттүү конденсатордун электрдик потенциалы ар бир конденсатордун электрдик потенциалына барабар, V = V1 + V2C конденсаторунун электрдик потенциалы1 болуп саналат V1 = С/К1, C конденсаторунун электрдик потенциалы2 болуп саналат V2 = С/К2, ал эми конденсатордун электрдик потенциалы V = Q/C.
V = V 1 + V 2
С/К = С/К 1 + С/К 2
Q/C = Q (1/C 1 + 1/C 2 )
1/C = 1/C 1 + 1/C 2
Эгерде удаалаш туташтырылган үч конденсатор болсо, жогорудагы формула төмөнкүдөй өзгөрөт:
1/C = 1/C 1 + 1/C 2 + 1/C 3
Эгерде төрт конденсатор болсо, 1/C 4 кошулат. Ошо сыяктуу эле, эгерде беш конденсатор жана башкалар болсо. Бул удаалаш туташтырылган конденсаторлор үчүн эквиваленттүү конденсатордун сыйымдуулугун аныктоо формуласы.
Мисалы, C1 2 , ал эми C2 1 болсо, анда алмаштыруучу конденсатордун сыйымдуулугу төмөнкүдөй болот:
1/C = 1/C 1 + 1/C 2 = 1/2 + 1/1 = 1/2 + 2/2 = 3/2
C/1 = C = 2/3
Бул эсептөөнүн негизинде алмаштыруучу конденсатордун сыйымдуулугу удаалаш туташтырылган ар бир конденсатордун сыйымдуулугунан кичине деген тыянак чыгарылат.
Параллель схема
Сол жактагы сүрөттө көрсөтүлгөндөй туташтырылган эки конденсатор параллель туташтырылган конденсаторлор деп аталат. Оң жактагы сүрөттө параллель туташтырылган эки конденсаторго барабар сыйымдуулуктагы алмаштыруучу конденсатор көрсөтүлгөн.
C 1 жана C 2 конденсаторлорунун пластиналары батареянын оң уюлуна туташтырылган, ошондуктан бул эки пластинанын электрдик потенциалы жогору. Ал эми C 1 жана C 2 конденсаторлорунун астыңкы пластиналары батареянын терс уюлуна туташтырылган, ошондуктан бул эки пластинанын да электрдик потенциалы төмөн. Ошентип, параллель туташтырылган ар бир конденсатордун потенциалдар айырмасы батареянын потенциалдар айырмасына барабар деген тыянак чыгарууга болот (V 1 = V 2 = V).
Параллель туташтырылган эки конденсатор батареяга туташтырылганда, батареянын оң уюлу электрондорду үстүнкү пластинага тартат. Ал эми батареянын терс уюлу электрондорду астыңкы пластинага четке кагып, электрондор жогорудан төмөн карай жылат. Эки пластина электрондорун жоготуп, оң зарядга айланат, ал эми астыңкы эки пластина электрондорду кабыл алып, терс зарядга айланат. Эки өткөргүч пластинанын потенциалдар айырмасы батареянын потенциалдар айырмасына барабар болгондон кийин, электрондордун кыймылы токтойт.
C конденсаторунун үстүнкү бөлүгү1 жана C конденсаторунун түбү1 ошол эле электр зарядын сактайт, бирок карама-каршы белгиге ээ. Ошо сыяктуу эле, C конденсаторунун үстүнкү бөлүгү2 жана C конденсаторунун төмөнкү бөлүгү2 ошол эле электр зарядын сактайт, бирок карама-каршы белгилерине ээ. Эгерде электр заряды C конденсаторунда сакталса1 Q болуп саналат1 ал эми электр заряды C конденсаторунда сакталат2 бул 2-чейрек, анда параллель туташтырылган эки конденсатордо тең сакталган электр зарядынын көлөмү Q = Q болот1 + С2Ошентип, параллель туташтырылган конденсаторлордогу жалпы электр заряды ар бир конденсатордогу заряддын суммасына барабар.
Параллель туташтырылган ар бир конденсатордогу электр заряды Q 1 = C 1 ΔV жана Q 2 = C 2 ΔV теңдемелери менен эсептелет, ал эми алмаштыруучу конденсатордогу чоң электр заряды Q = C ΔV теңдемеси менен эсептелет. Мында Q - электр заряды, C - сыйымдуулук жана ΔV - электрдик потенциалдардын айырмасы. Q = Q 1 + Q 2 теңдемеси алмаштыруучу Q менен кайра түзүлөт:
Q = Q 1 + Q 2
C ΔV = C 1 ΔV + C 2 ΔV
C ΔV = ΔV (C 1 + C 2 )
C = C 1 + C 2
ΔV потенциалдар айырмасы барабар, ошондуктан теңдемеден алынып салынат.
Эгерде үч конденсатор параллель туташтырылган болсо, жогорудагы формула төмөнкүдөй өзгөрөт:
C = C 1 + C 2 + C 3
Эгерде төрт конденсатор болсо, C4 кошулат. Ошо сыяктуу эле, эгерде беш конденсатор болсо жана башкалар. Бул параллель туташтырылган конденсаторлор үчүн алмаштыруучу конденсатордун сыйымдуулугун аныктоо формуласы.
Эгерде C1 2ге , ал эми C2 1ге барабар болсо, анда алмаштыруучу конденсатордун сыйымдуулугу төмөнкүдөй:
C = C 1 + C 2 = 2 + 1 = 3
Бул эсептөөнүн негизинде алмаштыруучу конденсатордун сыйымдуулугу параллель туташтырылган ар бир конденсатордун сыйымдуулугунан чоң деген тыянак чыгарылат.
