കപ്പാസിറ്റർ സർക്യൂട്ടിന്റെ സമവാക്യത്തെക്കുറിച്ചുള്ള ലേഖനം
ഒരു കപ്പാസിറ്ററിന് ഒരു നിശ്ചിത കപ്പാസിറ്റൻസ് ഉണ്ട്. ആവശ്യമായ കപ്പാസിറ്റൻസ് ലഭ്യമല്ലെങ്കിൽ, ആവശ്യമായ കപ്പാസിറ്റൻസ് ലഭിക്കുന്നതിന് രണ്ടോ അതിലധികമോ രണ്ട് കപ്പാസിറ്ററുകളുമായി ബന്ധിപ്പിക്കാൻ കഴിയും. കപ്പാസിറ്റർ ശരിയായി ബന്ധിപ്പിക്കുന്നതിന്, കപ്പാസിറ്റർ സർക്യൂട്ടിനെക്കുറിച്ച് ശരിയായ അറിവ് ആവശ്യമാണ്. 🙂
പഠിക്കുന്നതിന് മുമ്പ് കപ്പാസിറ്റർ സർക്യൂട്ട്, ആദ്യം, താഴെ പറയുന്ന ചിഹ്നങ്ങൾ മനസ്സിലാക്കുക. കപ്പാസിറ്റർ ചിഹ്നത്തിലെ രണ്ട് ലംബ വരകൾ സമാന്തര പ്ലേറ്റ് കപ്പാസിറ്ററുകളിലെ രണ്ട് കണ്ടക്ടറുകളെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു. ബാറ്ററി ചിഹ്നത്തിൽ, നീളമുള്ള ലംബ രേഖ ഉയർന്ന പൊട്ടൻഷ്യലിനെ (+) പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു, ചെറിയ ലംബ രേഖ താഴ്ന്ന പൊട്ടൻഷ്യലിനെ (-) പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു. കപ്പാസിറ്റർ ചിഹ്നത്തിന്റെയും ബാറ്ററി ചിഹ്നത്തിന്റെയും തിരശ്ചീന രേഖ കേബിളിനെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു.
സീരീസ് സർക്യൂട്ട്
ഇടതുവശത്തുള്ള ചിത്രത്തിലെന്നപോലെ ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന രണ്ട് കപ്പാസിറ്ററുകളെ ശ്രേണിയിൽ ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന കപ്പാസിറ്ററുകൾ എന്ന് വിളിക്കുന്നു. വലതുവശത്തുള്ള ചിത്രം രണ്ട് ശ്രേണി കപ്പാസിറ്ററുകൾക്ക് തുല്യമായ കപ്പാസിറ്റൻസുള്ള ഒരു തുല്യ കപ്പാസിറ്ററാണ്.
ആദ്യം, രണ്ട് കപ്പാസിറ്ററുകളും വൈദ്യുത ചാർജ്ജ് ചെയ്തിരുന്നില്ല. ബാറ്ററിയുമായി ബന്ധിപ്പിച്ച ശേഷം, ബാറ്ററിയുടെ പോസിറ്റീവ് പോളുമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന കപ്പാസിറ്റർ C 1 ന്റെ പ്ലേറ്റ് പോസിറ്റീവ് ചാർജ്ജ് ചെയ്യപ്പെടുന്നു. ഇലക്ട്രോണുകൾ അതിൽ നിന്ന് പുറത്തേക്ക് നീങ്ങുകയും ബാറ്ററിയുടെ നെഗറ്റീവ് പോളുമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന കപ്പാസിറ്റർ C 2 ന്റെ അടിഭാഗം ഇലക്ട്രോണുകളെ സ്വീകരിക്കുന്നതിനാൽ നെഗറ്റീവ് ചാർജ്ജ് ചെയ്യപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്നു. നെഗറ്റീവ് ചാർജ്ജ് ചെയ്ത ഇലക്ട്രോണുകൾ നീങ്ങുന്നത് ബാറ്ററിയുടെ പോസിറ്റീവ് പോൾ വലിച്ചെടുക്കുന്നതിനാലാണ്, കാരണം അത് പോസിറ്റീവ് ചാർജ്ജ് ചെയ്തിരിക്കുന്നു.
പിന്നെ ഈ ഇലക്ട്രോണുകളെ ബാറ്ററിയുടെ നെഗറ്റീവ് പോളിന്റെ നെഗറ്റീവ് ചാർജ്ഡ് കപ്പാസിറ്റർ C 2 ന്റെ അടിയിലേക്ക് നിരസിക്കുന്നു. പോസിറ്റീവ് ചാർജ്ഡ് കപ്പാസിറ്റർ C 1 ന്റെ പ്ലേറ്റ് കപ്പാസിറ്റർ C 2 ന്റെ മുകളിൽ നിന്ന് ഇലക്ട്രോണുകളെ വലിച്ചെടുക്കുന്നു, അങ്ങനെ ഇലക്ട്രോണുകൾ കപ്പാസിറ്റർ C 1 ന്റെ അടിയിലേക്ക് നീങ്ങുന്നു . തൽഫലമായി, കപ്പാസിറ്റർ C 1 ന്റെ പ്ലേറ്റ് നെഗറ്റീവ് ചാർജ്ജ് ചെയ്യപ്പെടുകയും കപ്പാസിറ്റർ C 2 ന്റെ പ്ലേറ്റ് പോസിറ്റീവ് ചാർജ്ജ് ചെയ്യപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്നു.
കപ്പാസിറ്റർ C 1 ന്റെ മുകളിൽ നിന്ന് പുറത്തുവരുന്ന നെഗറ്റീവ് ചാർജ്, കപ്പാസിറ്റർ C 2 ന്റെ അടിയിലേക്ക് പ്രവേശിക്കുന്ന നെഗറ്റീവ് ചാർജിന് തുല്യമാണ്. കപ്പാസിറ്റർ C 1 ലെ പ്ലേറ്റിന് അതിൽ നിന്ന് പുറത്തുവരുന്ന നെഗറ്റീവ് ചാർജിന് തുല്യമായ ഒരു പോസിറ്റീവ് ചാർജ് ലഭിക്കുന്നു. , കപ്പാസിറ്റർ C 1 ന്റെ അടിയിലുള്ള പ്ലേറ്റിലെ നെഗറ്റീവ് ചാർജ്, കപ്പാസിറ്റർ C 2 ന്റെ പ്ലേറ്റിലെ പോസിറ്റീവ് ചാർജിന് തുല്യമാണ് . അതിനാൽ ഓരോ കണ്ടക്ടർ പ്ലേറ്റിനും ഒരേ അളവിലുള്ള ചാർജ് ഉണ്ട്, പക്ഷേ ചിഹ്നം വ്യത്യസ്തമാണ്, അവിടെ കപ്പാസിറ്റർ C 1 ന്റെ മുകൾഭാഗം + Q ചാർജ് ചെയ്തിരിക്കുന്നു.
കപ്പാസിറ്ററിന്റെ അടിഭാഗം സി1 ചാർജ്ജ് ചെയ്തിരിക്കുന്നു -Q, കപ്പാസിറ്റർ C യുടെ മുകൾഭാഗം2 +Q ചാർജ്ജ് ചെയ്തിരിക്കുന്നു, കപ്പാസിറ്ററിന്റെ അടിഭാഗം C ആണ്2 ചാർജ്ജ് ചെയ്തിരിക്കുന്നു -Q. ഒരു സീരീസ് സർക്യൂട്ടിൽ, കപ്പാസിറ്റർ C യിലെ വൈദ്യുത ചാർജിന്റെ അളവ്1 (Q1) = കപ്പാസിറ്റർ C യിലെ വൈദ്യുത ചാർജിന്റെ അളവ്2 (Q2) = ചോദ്യം.
വൈദ്യുത പൊട്ടൻഷ്യലിന്റെ കാര്യമോ? ഒരു സീരീസ് സർക്യൂട്ടിൽ, തുല്യമായ കപ്പാസിറ്ററിന്റെ വൈദ്യുത പൊട്ടൻഷ്യൽ ഓരോ കപ്പാസിറ്ററിന്റെയും വൈദ്യുത പൊട്ടൻഷ്യലിന് തുല്യമാണ്, V = V1 + V2കപ്പാസിറ്റർ സി യുടെ വൈദ്യുത പൊട്ടൻഷ്യൽ1 V ആണ്1 = ചോദ്യം/സി1, കപ്പാസിറ്റർ സി യുടെ വൈദ്യുത പൊട്ടൻഷ്യൽ2 V ആണ്2 = ചോദ്യം/സി2, കപ്പാസിറ്ററിന്റെ വൈദ്യുത പൊട്ടൻഷ്യൽ V = Q/C ആണ്.
വി = വി 1 + വി 2
Q/C = Q/C 1 + Q/C 2
Q/C = Q (1/C 1 + 1/C 2 )
1/സി = 1/സി 1 + 1/സി 2
മൂന്ന് കപ്പാസിറ്ററുകൾ ശ്രേണിയിൽ ബന്ധിപ്പിച്ചിട്ടുണ്ടെങ്കിൽ, മുകളിലുള്ള ഫോർമുല ഇതിലേക്ക് മാറുന്നു:
1/സി = 1/സി 1 + 1/സി 2 + 1/സി 3
നാല് കപ്പാസിറ്ററുകൾ ഉണ്ടെങ്കിൽ, 1/C 4 ചേർക്കുന്നു. അതുപോലെ, അഞ്ച് കപ്പാസിറ്ററുകൾ ഉണ്ടെങ്കിൽ, അങ്ങനെ പലതും. പരമ്പരയിൽ ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന കപ്പാസിറ്ററുകൾക്ക് തുല്യമായ കപ്പാസിറ്ററിന്റെ കപ്പാസിറ്റൻസ് നിർണ്ണയിക്കുന്നതിനുള്ള സൂത്രവാക്യമാണിത്.
C 1 എന്നത് 2 ഉം C 2 എന്നത് 1 ഉം ആണെന്ന് കരുതുക , അപ്പോൾ മാറ്റിസ്ഥാപിക്കുന്ന കപ്പാസിറ്ററിന്റെ കപ്പാസിറ്റൻസ് ഇതാണ്:
1/സി = 1/സി 1 + 1/സി 2 = 1/2 + 1/1 = 1/2 + 2/2 = 3/2
സി/1 = സി = 2/3
ഈ കണക്കുകൂട്ടലിന്റെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ, പരമ്പരയിൽ ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന ഓരോ കപ്പാസിറ്ററിന്റെയും കപ്പാസിറ്റൻസിനേക്കാൾ മാറ്റിസ്ഥാപിക്കുന്ന കപ്പാസിറ്ററിന്റെ കപ്പാസിറ്റൻസ് ചെറുതാണെന്ന് നിഗമനം ചെയ്യുന്നു.
സമാന്തര സർക്യൂട്ട്
ഇടതുവശത്തുള്ള ചിത്രത്തിലെന്നപോലെ ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന രണ്ട് കപ്പാസിറ്ററുകളെ സമാന്തരമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന കപ്പാസിറ്ററുകൾ എന്ന് വിളിക്കുന്നു. വലതുവശത്തുള്ള ചിത്രം സമാന്തരമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന രണ്ട് കപ്പാസിറ്ററുകൾക്ക് തുല്യമായ കപ്പാസിറ്റൻസുള്ള മാറ്റിസ്ഥാപിക്കൽ കപ്പാസിറ്ററാണ്.
കപ്പാസിറ്ററുകൾ C 1 ഉം C 2 ഉം ഉള്ള പ്ലേറ്റുകൾ ബാറ്ററിയുടെ പോസിറ്റീവ് പോളുമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നതിനാൽ ഈ രണ്ട് പ്ലേറ്റുകൾക്കും ഉയർന്ന വൈദ്യുത പൊട്ടൻഷ്യൽ ഉണ്ടാകും. കപ്പാസിറ്ററുകൾ C 1 ഉം C 2 ഉം ഉള്ള താഴത്തെ പ്ലേറ്റുകൾ ബാറ്ററിയുടെ നെഗറ്റീവ് പോളുമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നതിനാൽ ഈ രണ്ട് പ്ലേറ്റുകൾക്കും കുറഞ്ഞ വൈദ്യുത പൊട്ടൻഷ്യൽ ഉണ്ടാകും. അതിനാൽ സമാന്തരമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന ഓരോ കപ്പാസിറ്ററിനും ബാറ്ററി പൊട്ടൻഷ്യൽ വ്യത്യാസത്തിന് തുല്യമായ പൊട്ടൻഷ്യൽ വ്യത്യാസമുണ്ടെന്ന് നിഗമനം ചെയ്യാം (V 1 = V 2 = V).
സമാന്തരമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന രണ്ട് കപ്പാസിറ്ററുകളും ബാറ്ററിയുമായി ബന്ധിപ്പിക്കുമ്പോൾ, ബാറ്ററിയുടെ പോസിറ്റീവ് പോൾ ഇലക്ട്രോണുകളെ മുകളിലെ പ്ലേറ്റിലേക്ക് വലിക്കുന്നു. ബാറ്ററിയുടെ നെഗറ്റീവ് പോൾ ഇലക്ട്രോണുകളെ താഴത്തെ പ്ലേറ്റിലേക്ക് നിരസിക്കുന്നതിനാൽ ഇലക്ട്രോണുകൾ മുകളിൽ നിന്ന് താഴേക്ക് നീങ്ങുന്നു. രണ്ട് പ്ലേറ്റുകളും ഇലക്ട്രോണുകൾ നഷ്ടപ്പെടുന്നതിനാൽ അവ പോസിറ്റീവ് ചാർജ്ജ് ആയി മാറുന്നു, കൂടാതെ രണ്ട് താഴത്തെ പ്ലേറ്റുകൾ ഇലക്ട്രോണുകളെ സ്വീകരിക്കുന്നതിനാൽ അവ നെഗറ്റീവ് ചാർജ്ജ് ആയി മാറുന്നു. രണ്ട് കണ്ടക്ടർ പ്ലേറ്റുകൾക്കും ബാറ്ററി പൊട്ടൻഷ്യൽ വ്യത്യാസത്തിന് തുല്യമായ പൊട്ടൻഷ്യൽ വ്യത്യാസം ഉണ്ടാകുമ്പോൾ ഇലക്ട്രോണുകളുടെ ചലനം നിലയ്ക്കുന്നു.
കപ്പാസിറ്ററിന്റെ മുകൾഭാഗം C1 കപ്പാസിറ്റർ സി യുടെ അടിഭാഗവും1 ഒരേ വൈദ്യുത ചാർജ് സംഭരിക്കുക, പക്ഷേ വിപരീത ചിഹ്നം ഉണ്ടായിരിക്കുക. അതുപോലെ, കപ്പാസിറ്റർ C യുടെ മുകൾ ഭാഗം2 കപ്പാസിറ്റർ C യുടെ അടിഭാഗവും2 ഒരേ വൈദ്യുത ചാർജ് സംഭരിക്കുക, പക്ഷേ വിപരീത ചിഹ്നങ്ങൾ ഉണ്ടായിരിക്കുക. വൈദ്യുത ചാർജ് കപ്പാസിറ്റർ C യിൽ സംഭരിക്കുകയാണെങ്കിൽ1 Q ആണ്1 കൂടാതെ വൈദ്യുത ചാർജ് കപ്പാസിറ്റർ C യിൽ സംഭരിക്കപ്പെടുന്നു.2 Q2 ആണ്, അപ്പോൾ സമാന്തരമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന രണ്ട് കപ്പാസിറ്ററുകളിലും സംഭരിച്ചിരിക്കുന്ന വൈദ്യുത ചാർജിന്റെ അളവ് Q = Q ആണ്.1 +Q2അതിനാൽ സമാന്തരമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന കപ്പാസിറ്ററുകളിലെ ആകെ വൈദ്യുത ചാർജ് ഓരോ കപ്പാസിറ്ററിലെയും ചാർജിന്റെ അളവിന് തുല്യമാണ്.
സമാന്തരമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന ഓരോ കപ്പാസിറ്ററിലെയും വൈദ്യുത ചാർജ് Q 1 = C 1 ΔV, Q 2 = C 2 ΔV എന്നീ സമവാക്യങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച് കണക്കാക്കുമ്പോൾ, മാറ്റിസ്ഥാപിക്കുന്ന കപ്പാസിറ്ററിലെ വലിയ വൈദ്യുത ചാർജ് Q = C ΔV എന്ന സമവാക്യം ഉപയോഗിച്ച് കണക്കാക്കുന്നു. Q എന്നത് വൈദ്യുത ചാർജ് ആണെങ്കിൽ, C എന്നത് കപ്പാസിറ്റൻസും ΔV എന്നത് ഒരു വൈദ്യുത പൊട്ടൻഷ്യൽ വ്യത്യാസവുമാണ്. Q = Q 1 + Q 2 എന്ന സമവാക്യം പകരമുള്ള Q ഉപയോഗിച്ച് പുനഃക്രമീകരിക്കുന്നു:
ചോദ്യം = ചോദ്യം 1 + ചോദ്യം 2
സി ΔV = സി 1 ΔV + സി 2 ΔV
സി ΔV = ΔV (സി 1 + സി 2 )
സി = സി 1 + സി 2
ΔV യുടെ പൊട്ടൻഷ്യൽ വ്യത്യാസം തുല്യമാണ്, അതിനാൽ സമവാക്യത്തിൽ നിന്ന് ഒഴിവാക്കിയിരിക്കുന്നു.
മൂന്ന് കപ്പാസിറ്ററുകൾ സമാന്തരമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിട്ടുണ്ടെങ്കിൽ, മുകളിലുള്ള ഫോർമുല ഇതിലേക്ക് മാറുന്നു:
സി = സി 1 + സി 2 + സി 3
നാല് കപ്പാസിറ്ററുകൾ ഉണ്ടെങ്കിൽ, C4 ചേർക്കുന്നു. അതുപോലെ, അഞ്ച് കപ്പാസിറ്ററുകൾ ഉണ്ടെങ്കിൽ, അങ്ങനെ പലതും. സമാന്തരമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന കപ്പാസിറ്ററുകൾക്ക് പകരം വയ്ക്കുന്ന കപ്പാസിറ്ററിന്റെ കപ്പാസിറ്റൻസ് നിർണ്ണയിക്കുന്നതിനുള്ള സൂത്രവാക്യമാണിത്.
C 1 എന്നത് 2 ഉം C 2 എന്നത് 1 ഉം ആണെങ്കിൽ, മാറ്റിസ്ഥാപിക്കുന്ന കപ്പാസിറ്ററിന്റെ കപ്പാസിറ്റൻസ്:
സി = സി 1 + സി 2 = 2 + 1 = 3
ഈ കണക്കുകൂട്ടലിന്റെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ, സമാന്തരമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന ഓരോ കപ്പാസിറ്ററിന്റെയും കപ്പാസിറ്റൻസിനേക്കാൾ മാറ്റിസ്ഥാപിക്കുന്ന കപ്പാസിറ്ററിന്റെ കപ്പാസിറ്റൻസ് കൂടുതലാണെന്ന് നിഗമനം ചെയ്യുന്നു.
