Kondensatora ķēdes formula

Kondensatoram ir noteikta kapacitāte. Ja nepieciešamā kapacitāte nav pieejama, var savienot divus vai vairākus kondensatorus, lai sasniegtu nepieciešamo kapacitāti. Lai pareizi savienotu kondensatorus, ir nepieciešama padziļināta izpratne par kondensatoru ķēdēm.

Pirms kondensatoru shēmu izpētes vispirms ir jāsaprot simboli. Kondensatora ķēdes formula 1Tālāk ir sniegts apraksts. Divas vertikālās līnijas kondensatora simbolā attēlo divus vadītājus paralēlo plākšņu kondensatorā. Baterijas simbolā garākā vertikālā līnija attēlo augsto potenciālu (+), bet īsākā vertikālā līnija – zemo potenciālu (-). Horizontālās līnijas gan kondensatora, gan baterijas simbolos attēlo vadus.

Sērijas shēma

Kondensatora ķēdes formula 2Divus kondensatorus, kas savienoti, kā parādīts kreisajā pusē, sauc par virknē savienotiem kondensatoriem. Attēlā labajā pusē ir parādīts aizvietošanas kondensators ar kapacitāti, kas vienāda ar divu virknē savienoto kondensatoru kapacitāti.

Sākotnēji abi kondensatori nav uzlādēti. Pēc pievienošanas akumulatoram kondensatora C augšējā plāksne1 kas ir savienots ar akumulatora pozitīvo polu, kļūst pozitīvi lādēts, jo elektroni pārvietojas no tā un kondensatora C apakšējās plāksnes.2 Kondensators, kas pievienots akumulatora negatīvajam polam, kļūst negatīvi lādēts saņemto elektronu ietekmē. Negatīvi lādētie elektroni pārvietojas, jo tos pievelk akumulatora pozitīvi lādētais pozitīvais pols. Pēc tam šos elektronus atgrūž akumulatora negatīvi lādētais negatīvais pols kondensatora C apakšējās plāksnes virzienā.2Kondensatora C augšējā plāksne1 Pozitīvi lādētā plāksne piesaista elektronus no kondensatora C augšējās plāksnes.2 lai elektroni pārvietotos uz kondensatora C apakšējo plāksni1Tā rezultātā kondensatora C apakšējā plāksne1 kļūst negatīvi lādēts, un kondensatora C augšējā plāksne2 kļūt pozitīvi lādētiem.

LASĪT ARĪ  Stacionāro un stāvošo viļņu piemērs

Negatīvs lādiņš, kas izplūst no kondensatora C augšējās plāksnes1 tāds pats daudzums kā negatīvais lādiņš, kas nonāk kondensatora C apakšējā plāksnē2 un kondensatora C augšējā plāksne1 iegūst pozitīvu lādiņu, kas ir vienāds ar no tā izplūstošā negatīvā lādiņa lielumu. Tāpat negatīvais lādiņš uz kondensatora C apakšējās plāksnes1 ir tāds pats kā pozitīvais lādiņš uz kondensatora C augšējās plāksnes2Tātad katrai vadītāja plāksnei ir vienāds lādiņa daudzums, bet zīme ir atšķirīga, kur kondensatora C augšējā plāksne1 uzlādēts +Q, kondensatora C apakšējā plāksne1 uzlādēts -Q, kondensatora C augšējā plāksne2 uzlādēts +Q un kondensatora C apakšējā plāksne2 uzlādēts -Q. Virknes ķēdē elektriskā lādiņa daudzums uz kondensatora C1 (Q1) = summa elektriskais lādiņš uz kondensatora C2 (Q2) = Q.

Kā ar elektrisko potenciālu? Virknes ķēdē rezerves kondensatora elektriskais potenciāls ir tāds pats kā katra kondensatora elektriskais potenciāls, V = V1 + V2. Elektriskais potenciāls uz kondensatora C1 ir V1 = Q/C1, elektriskais potenciāls uz kondensatora C2 ir V2 = Q/C2 un aizvietojošā kondensatora elektriskais potenciāls ir V = Q/C.
V = V1 + V2
Q/C = Q/C1 + Jautājumi un atbildes2
Q/C = Q (1/C1 + 1/C2)
1/C = 1/C1 + 1/C2
Ja virknē ir savienoti trīs kondensatori, tad iepriekš minētā formula mainās uz:
1/C = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3
Ja ir četri kondensatori, tad pievienojiet 1/C4Tāpat, ja ir pieci kondensatori utt. Šī ir formula, lai noteiktu virknē savienotu kondensatoru nomaiņas kondensatora kapacitāti.

LASĪT ARĪ  Astronomiskā teleskopa (binokļa) formula

Pieņemsim, ka C1 ir 2 un C2 ir 1, tad aizvietojošā kondensatora kapacitāte ir:
1/C = 1/C1 + 1/C2 = 1/2 + 1/1 = 1/2 + 2/2 = 3/2
C/1 = C = 2/3
Pamatojoties uz šo aprēķinu, tiek secināts, ka aizvietojošā kondensatora kapacitāte ir mazāka nekā katra virknē savienotā kondensatora kapacitāte.

Paralēlā ķēde

Kondensatora ķēdes formula 3Divus kondensatorus, kas savienoti, kā parādīts kreisajā pusē, sauc par paralēli savienotiem kondensatoriem. Attēlā labajā pusē redzams līdzvērtīgs kondensators ar kapacitāti, kas ir vienāda ar divu paralēli savienoto kondensatoru kapacitāti.

Kondensatora C augšējā plāksne1 C diena2 savienots ar akumulatora pozitīvo polu tā, lai šīm divām plāksnēm būtu augsts elektriskais potenciāls. Tikmēr kondensatora C apakšējā plāksne1 C diena2 savienots ar akumulatora negatīvo polu, tāpēc arī šīm divām plāksnēm ir zems elektriskais potenciāls. Tādējādi var secināt, ka katram paralēli savienotajam kondensatoram ir tāda pati potenciālu starpība kā akumulatora potenciālu starpībai (V1 = V2 = V).

Kad akumulatoram ir pievienoti divi paralēli kondensatori, akumulatora pozitīvais pols pievelk elektronus augšējai plāksnei, savukārt akumulatora negatīvais pols atgrūž elektronus no apakšējās plāksnes, izraisot elektronu pārvietošanos no augšējās plāksnes uz apakšējo plāksni. Abas augšējās plāksnes zaudē elektronus, kļūstot pozitīvi lādētas, un divas apakšējās plāksnes iegūst elektronus, kļūstot negatīvi lādētas. Elektronu pārnešana apstājas, kad potenciālu starpība starp abām vadītāja plāksnēm ir vienāda ar akumulatora potenciālu starpību.

LASĪT ARĪ  Fotoelektriskā efekta formula

Kondensatora C augšējā plāksne1 un kondensatora C apakšējā plāksne1 satur vienādu elektrisko lādiņu, bet tām ir pretējas zīmes. Tāpat arī kondensatora C augšējā plāksne2 un kondensatora C apakšējā plāksne2 uzglabā tāda paša lieluma elektrisko lādiņu, bet ar pretējām zīmēm. Ja kondensatorā C uzkrātais elektriskais lādiņš1 ir Q1 un elektriskais lādiņš, kas uzkrāts kondensatorā C2 ir Q2 tad divos paralēli savienotos kondensatoros uzkrātais elektriskā lādiņa daudzums ir Q = Q1 + Q2Tātad kopējais elektriskais lādiņš uz paralēli savienotiem kondensatoriem ir vienāds ar katra kondensatora lādiņu summu.

Katra paralēli savienotā kondensatora elektriskā lādiņa lielumu aprēķina, izmantojot vienādojumu Q1 = C1 ΔV un Q2 = C2 ΔV, savukārt elektriskā lādiņa lielums uz nomaiņas kondensatora tiek aprēķināts, izmantojot vienādojumu Q = C ΔV, kur Q ir elektriskais lādiņš, C ir kapacitāte un ΔV ir elektriskā potenciāla starpība. Vienādojums Q = Q1 + Q2 pārformulēts, aizstājot Q :
Q = Q1 + Q2
C ΔV = C1 ΔV + C2 ΔV
CΔV = ΔV (C1 + C2)
C = C1 + C2
Potenciālu starpība ΔV ir vienāda un tāpēc tiek izslēgta no vienādojuma.
Ja paralēli ir savienoti trīs kondensatori, tad iepriekš minētā formula mainās uz:
C = C1 + C2 + C3
Ja ir četri kondensatori, tad pievieno C4Tāpat, ja ir pieci kondensatori utt. Šī ir formula paralēli savienotu kondensatoru nomaiņas kondensatora kapacitātes noteikšanai.

Pieņemsim, ka C1 ir 2 un C2 ir 1, tad aizvietojošā kondensatora kapacitāte ir:
C = C1 + C2 = 2 + 1 = 3
Pamatojoties uz šo aprēķinu, tiek secināts, ka rezerves kondensatora kapacitāte ir lielāka nekā katra paralēli savienotā kondensatora kapacitāte.

 

 

Atstājiet komentāru