ഒരു കപ്പാസിറ്ററിന് ഒരു പ്രത്യേക കപ്പാസിറ്റൻസ് ഉണ്ട്. ആവശ്യമായ കപ്പാസിറ്റൻസ് ലഭ്യമല്ലെങ്കിൽ, ആവശ്യമായ കപ്പാസിറ്റൻസ് കൈവരിക്കുന്നതിന് രണ്ടോ അതിലധികമോ കപ്പാസിറ്ററുകൾ ബന്ധിപ്പിക്കാൻ കഴിയും. കപ്പാസിറ്ററുകൾ ശരിയായി ബന്ധിപ്പിക്കുന്നതിന്, കപ്പാസിറ്റർ സർക്യൂട്ടുകളെക്കുറിച്ച് സമഗ്രമായ ധാരണ അത്യാവശ്യമാണ്.
കപ്പാസിറ്റർ സർക്യൂട്ടുകൾ പഠിക്കുന്നതിനുമുമ്പ്, ആദ്യം ചിഹ്നങ്ങൾ മനസ്സിലാക്കുക.
താഴെ കൊടുത്തിരിക്കുന്നത്. കപ്പാസിറ്റർ ചിഹ്നത്തിലെ രണ്ട് ലംബ വരകൾ ഒരു സമാന്തര-പ്ലേറ്റ് കപ്പാസിറ്ററിലെ രണ്ട് കണ്ടക്ടറുകളെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു. ബാറ്ററി ചിഹ്നത്തിൽ, നീളമുള്ള ലംബ വര ഉയർന്ന പൊട്ടൻഷ്യലിനെയും (+) ചെറിയ ലംബ വര താഴ്ന്ന പൊട്ടൻഷ്യലിനെയും (-) പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു. കപ്പാസിറ്ററിലെയും ബാറ്ററി ചിഹ്നങ്ങളിലെയും തിരശ്ചീന വരകൾ വയറുകളെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു.
സീരീസ് സർക്യൂട്ട്
ഇടതുവശത്ത് കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന രണ്ട് കപ്പാസിറ്ററുകളെ ശ്രേണിയിലെ കപ്പാസിറ്ററുകൾ എന്ന് വിളിക്കുന്നു. വലതുവശത്തുള്ള ചിത്രത്തിൽ ശ്രേണിയിൽ ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന രണ്ട് കപ്പാസിറ്ററുകൾക്ക് തുല്യമായ കപ്പാസിറ്റൻസുള്ള ഒരു മാറ്റിസ്ഥാപിക്കൽ കപ്പാസിറ്റർ കാണിക്കുന്നു.
തുടക്കത്തിൽ, രണ്ട് കപ്പാസിറ്ററുകളും വൈദ്യുത ചാർജ്ജ് ചെയ്തിട്ടില്ല. ബാറ്ററിയുമായി ബന്ധിപ്പിച്ച ശേഷം, ബാറ്ററിയുടെ പോസിറ്റീവ് പോളുമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന കപ്പാസിറ്റർ C1 ന്റെ മുകളിലെ പ്ലേറ്റ് പോസിറ്റീവ് ചാർജ്ജ് ചെയ്യപ്പെടുന്നു, കാരണം ഇലക്ട്രോണുകൾ അതിൽ നിന്ന് പുറത്തേക്ക് നീങ്ങുന്നു, ബാറ്ററിയുടെ നെഗറ്റീവ് പോളുമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന കപ്പാസിറ്റർ C2 ന്റെ താഴത്തെ പ്ലേറ്റ് ഇലക്ട്രോണുകൾ സ്വീകരിക്കുന്നതിനാൽ നെഗറ്റീവ് ചാർജ്ജ് ചെയ്യപ്പെടുന്നു. നെഗറ്റീവ് ചാർജ്ജ് ചെയ്ത ഇലക്ട്രോണുകൾ പോസിറ്റീവ് ചാർജ്ജ് ചെയ്ത ബാറ്ററിയുടെ പോസിറ്റീവ് പോൾ ആകർഷിക്കുന്നതിനാൽ നീങ്ങുന്നു. അടുത്തതായി, കപ്പാസിറ്റർ C2 ന്റെ താഴത്തെ പ്ലേറ്റിലേക്ക് നെഗറ്റീവ് ചാർജ്ജ് ചെയ്ത ബാറ്ററിയുടെ നെഗറ്റീവ് പോൾ ഈ ഇലക്ട്രോണുകളെ പുറന്തള്ളുന്നു. പോസിറ്റീവ് ചാർജ്ജ് ചെയ്ത കപ്പാസിറ്റർ C1 ന്റെ മുകളിലെ പ്ലേറ്റ് കപ്പാസിറ്റർ C2 ന്റെ മുകളിലെ പ്ലേറ്റിൽ നിന്ന് ഇലക്ട്രോണുകളെ ആകർഷിക്കുന്നു , അങ്ങനെ ഇലക്ട്രോണുകൾ കപ്പാസിറ്റർ C1 ന്റെ താഴത്തെ പ്ലേറ്റിലേക്ക് നീങ്ങുന്നു . തൽഫലമായി, കപ്പാസിറ്റർ C1 ന്റെ താഴത്തെ പ്ലേറ്റ് നെഗറ്റീവ് ചാർജ്ജ് ചെയ്യപ്പെടുകയും കപ്പാസിറ്റർ C2 ന്റെ മുകളിലുള്ള പ്ലേറ്റ് പോസിറ്റീവ് ചാർജ്ജ് ചെയ്യപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്നു.
കപ്പാസിറ്റർ C 1 ന്റെ മുകളിലെ പ്ലേറ്റിൽ നിന്ന് പുറത്തുവരുന്ന നെഗറ്റീവ് ചാർജ്, കപ്പാസിറ്റർ C 2 ന്റെ അടിഭാഗത്തെ പ്ലേറ്റിലേക്ക് പ്രവേശിക്കുന്ന നെഗറ്റീവ് ചാർജിന് തുല്യമാണ്, കൂടാതെ കപ്പാസിറ്റർ C 1 ന്റെ മുകളിലെ പ്ലേറ്റിന് അതിൽ നിന്ന് പുറത്തുവരുന്ന നെഗറ്റീവ് ചാർജിന് തുല്യമായ ഒരു പോസിറ്റീവ് ചാർജ് ലഭിക്കുന്നു. അതുപോലെ, കപ്പാസിറ്റർ C 1 ന്റെ അടിഭാഗത്തെ പ്ലേറ്റിലെ നെഗറ്റീവ് ചാർജ്, കപ്പാസിറ്റർ C 2 ന്റെ മുകളിലെ പ്ലേറ്റിലെ പോസിറ്റീവ് ചാർജിന് തുല്യമാണ്. അതിനാൽ ഓരോ കണ്ടക്ടർ പ്ലേറ്റിനും ഒരേ അളവിലുള്ള ചാർജ് ഉണ്ട്, പക്ഷേ ചിഹ്നം വ്യത്യസ്തമാണ്, ഇവിടെ കപ്പാസിറ്റർ C 1 ന്റെ മുകളിലെ പ്ലേറ്റിന് +Q ചാർജും, കപ്പാസിറ്റർ C 1 ന്റെ അടിഭാഗത്തെ പ്ലേറ്റിന് -Q ചാർജും, കപ്പാസിറ്റർ C 2 ന്റെ മുകളിലെ പ്ലേറ്റിന് + Q ചാർജും, കപ്പാസിറ്റർ C 2 ന്റെ അടിഭാഗത്തെ പ്ലേറ്റിന് -Q ചാർജും ഉണ്ട്. ഒരു സീരീസ് സർക്യൂട്ടിൽ, കപ്പാസിറ്റർ C 1 (Q 1 ) ലെ വൈദ്യുത ചാർജിന്റെ അളവ് = കപ്പാസിറ്റർ C 2 (Q 2 ) ലെ വൈദ്യുത ചാർജിന്റെ അളവ് = Q.
വൈദ്യുത പൊട്ടൻഷ്യലിന്റെ കാര്യമോ? ഒരു സീരീസ് സർക്യൂട്ടിൽ, മാറ്റിസ്ഥാപിക്കുന്ന കപ്പാസിറ്ററിലെ വൈദ്യുത പൊട്ടൻഷ്യൽ ഓരോ കപ്പാസിറ്ററിലെയും വൈദ്യുത പൊട്ടൻഷ്യലിന് തുല്യമാണ്, V = V1 + V2. വൈദ്യുത പൊട്ടൻഷ്യൽ കപ്പാസിറ്റർ സിയിൽ1 V ആണ്1 = ചോദ്യം/സി1, കപ്പാസിറ്റർ C യിലെ വൈദ്യുത പൊട്ടൻഷ്യൽ2 V ആണ്2 = ചോദ്യം/സി2 കൂടാതെ മാറ്റിസ്ഥാപിക്കുന്ന കപ്പാസിറ്ററിലെ വൈദ്യുത പൊട്ടൻഷ്യൽ V = Q/C ആണ്.
വി = വി1 + V2
ചോദ്യം/സി = ചോദ്യം/സി1 + ചോദ്യം/സി2
Q/C = Q (1/C1 + 1/C2)
1/സി = 1/സി1 + 1/C2
മൂന്ന് കപ്പാസിറ്ററുകൾ ശ്രേണിയിൽ ബന്ധിപ്പിച്ചിട്ടുണ്ടെങ്കിൽ, മുകളിലുള്ള ഫോർമുല ഇതിലേക്ക് മാറുന്നു:
1/സി = 1/സി1 + 1/C2 + 1/C3
നാല് കപ്പാസിറ്ററുകൾ ഉണ്ടെങ്കിൽ 1/C ചേർക്കുക.4അതുപോലെ, അഞ്ച് കപ്പാസിറ്ററുകൾ ഉണ്ടെങ്കിൽ, അങ്ങനെ പലതും. പരമ്പരയിൽ ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന കപ്പാസിറ്ററുകൾക്ക് പകരം കപ്പാസിറ്ററിന്റെ കപ്പാസിറ്റൻസ് നിർണ്ണയിക്കുന്നതിനുള്ള സൂത്രവാക്യമാണിത്.
സി എന്ന് കരുതുക1 2 ഉം C ഉം ആണ്2 1 ആണെങ്കിൽ മാറ്റിസ്ഥാപിക്കുന്ന കപ്പാസിറ്ററിന്റെ കപ്പാസിറ്റൻസ് ആണ്:
1/സി = 1/സി1 + 1/C2 = 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
ഇടതുവശത്ത് കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന രണ്ട് കപ്പാസിറ്ററുകളെ പാരലൽ കപ്പാസിറ്ററുകൾ എന്ന് വിളിക്കുന്നു. വലതുവശത്തുള്ള ചിത്രം സമാന്തരമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന രണ്ട് കപ്പാസിറ്ററുകൾക്ക് തുല്യമായ കപ്പാസിറ്റൻസുള്ള ഒരു തുല്യ കപ്പാസിറ്ററിനെ കാണിക്കുന്നു.
കപ്പാസിറ്ററുകൾ C1 , C2 എന്നിവയുടെ മുകളിലെ പ്ലേറ്റുകൾ ബാറ്ററിയുടെ പോസിറ്റീവ് ടെർമിനലുമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നതിനാൽ അവയ്ക്ക് ഉയർന്ന വൈദ്യുത പൊട്ടൻഷ്യൽ ഉണ്ട്. അതേസമയം, കപ്പാസിറ്ററുകൾ C1, C2 എന്നിവയുടെ താഴത്തെ പ്ലേറ്റുകൾ ബാറ്ററിയുടെ നെഗറ്റീവ് ടെർമിനലുമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നതിനാൽ അവയ്ക്കും കുറഞ്ഞ വൈദ്യുത പൊട്ടൻഷ്യൽ ഉണ്ട്. അതിനാൽ, സമാന്തരമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന ഓരോ കപ്പാസിറ്ററിനും ബാറ്ററിയുടെ പൊട്ടൻഷ്യൽ വ്യത്യാസത്തിന് തുല്യമായ പൊട്ടൻഷ്യൽ വ്യത്യാസമുണ്ടെന്ന് നിഗമനം ചെയ്യാം (V1 = V2 = V ).
രണ്ട് സമാന്തര കപ്പാസിറ്ററുകൾ ഒരു ബാറ്ററിയുമായി ബന്ധിപ്പിക്കുമ്പോൾ, ബാറ്ററിയുടെ പോസിറ്റീവ് പോൾ ഇലക്ട്രോണുകളെ മുകളിലെ പ്ലേറ്റിലേക്ക് ആകർഷിക്കുമ്പോൾ, ബാറ്ററിയുടെ നെഗറ്റീവ് പോൾ ഇലക്ട്രോണുകളെ താഴെയുള്ള പ്ലേറ്റിലേക്ക് പുറന്തള്ളുന്നു, ഇത് ഇലക്ട്രോണുകളെ മുകളിലെ പ്ലേറ്റിൽ നിന്ന് താഴെയുള്ള പ്ലേറ്റിലേക്ക് നീക്കാൻ കാരണമാകുന്നു. മുകളിലുള്ള രണ്ട് പ്ലേറ്റുകളും ഇലക്ട്രോണുകൾ നഷ്ടപ്പെടുകയും പോസിറ്റീവ് ചാർജ്ജ് ആകുകയും താഴെയുള്ള രണ്ട് പ്ലേറ്റുകൾ ഇലക്ട്രോണുകൾ നേടുകയും നെഗറ്റീവ് ചാർജ്ജ് ആകുകയും ചെയ്യുന്നു. രണ്ട് കണ്ടക്ടർ പ്ലേറ്റുകൾ തമ്മിലുള്ള പൊട്ടൻഷ്യൽ വ്യത്യാസം ബാറ്ററിയുടെ പൊട്ടൻഷ്യൽ വ്യത്യാസത്തിന് തുല്യമാകുമ്പോൾ ഇലക്ട്രോൺ കൈമാറ്റം നിലയ്ക്കുന്നു.
കപ്പാസിറ്റർ C 1 ന്റെ മുകളിലെ പ്ലേറ്റും കപ്പാസിറ്റർ C 1 ന്റെ അടിയിലുള്ള പ്ലേറ്റും ഒരേ വൈദ്യുത ചാർജ് സംഭരിക്കുന്നു, പക്ഷേ വിപരീത ചിഹ്നങ്ങളുണ്ട്. അതുപോലെ, കപ്പാസിറ്റർ C 2 ന്റെ മുകളിലെ പ്ലേറ്റും കപ്പാസിറ്റർ C 2 ന്റെ അടിയിലുള്ള പ്ലേറ്റും ഒരേ വൈദ്യുത ചാർജ് സംഭരിക്കുന്നു, പക്ഷേ വിപരീത ചിഹ്നങ്ങളുണ്ട്. കപ്പാസിറ്റർ C 1 ൽ സംഭരിച്ചിരിക്കുന്ന വൈദ്യുത ചാർജ് Q 1 ഉം കപ്പാസിറ്റർ C 2 ൽ സംഭരിച്ചിരിക്കുന്ന വൈദ്യുത ചാർജ് Q 2 ഉം ആണെങ്കിൽ സമാന്തരമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന രണ്ട് കപ്പാസിറ്ററുകളിലും സംഭരിച്ചിരിക്കുന്ന ആകെ വൈദ്യുത ചാർജ് Q = Q 1 + Q 2 ആണ് . അതിനാൽ സമാന്തരമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന കപ്പാസിറ്ററുകളിലെ ആകെ വൈദ്യുത ചാർജ് ഓരോ കപ്പാസിറ്ററിലെയും ചാർജുകളുടെ ആകെത്തുകയ്ക്ക് തുല്യമാണ്.
സമാന്തരമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന ഓരോ കപ്പാസിറ്ററിലെയും വൈദ്യുത ചാർജിന്റെ വ്യാപ്തി Q എന്ന സമവാക്യം ഉപയോഗിച്ച് കണക്കാക്കുന്നു.1 = സി1 ΔV ഉം Q ഉം2 = സി2 ΔV, പകരം വയ്ക്കുന്ന കപ്പാസിറ്ററിലെ വൈദ്യുത ചാർജിന്റെ കാന്തിമാനം Q = C ΔV എന്ന സമവാക്യം ഉപയോഗിച്ച് കണക്കാക്കുമ്പോൾ, Q എന്നത് വൈദ്യുത ചാർജ് ആണ്, C എന്നത് കപ്പാസിറ്റൻസും ΔV എന്നത് വൈദ്യുത പൊട്ടൻഷ്യൽ വ്യത്യാസവുമാണ്. സമവാക്യം Q = Q1 +Q2 Q മാറ്റിസ്ഥാപിച്ചുകൊണ്ട് പുനഃക്രമീകരിച്ചു:
ക്യു = ക്യു1 +Q2
സി ΔV = സി1 ΔV + സി2 ΔV
സി ΔV = ΔV (സി1 + സി2)
സി = സി1 + സി2
പൊട്ടൻഷ്യൽ വ്യത്യാസം ΔV തുല്യമായതിനാൽ സമവാക്യത്തിൽ നിന്ന് ഒഴിവാക്കപ്പെടുന്നു.
മൂന്ന് കപ്പാസിറ്ററുകൾ സമാന്തരമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിട്ടുണ്ടെങ്കിൽ, മുകളിലുള്ള ഫോർമുല ഇതിലേക്ക് മാറുന്നു:
സി = സി1 + സി2 + സി3
നാല് കപ്പാസിറ്ററുകൾ ഉണ്ടെങ്കിൽ C ചേർക്കുന്നു4അതുപോലെ, അഞ്ച് കപ്പാസിറ്ററുകൾ ഉണ്ടെങ്കിൽ, മുതലായവ. സമാന്തരമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന കപ്പാസിറ്ററുകൾക്ക് പകരം കപ്പാസിറ്ററിന്റെ കപ്പാസിറ്റൻസ് നിർണ്ണയിക്കുന്നതിനുള്ള സൂത്രവാക്യമാണിത്.
സി എന്ന് കരുതുക1 2 ഉം C ഉം ആണ്2 1 ആണെങ്കിൽ മാറ്റിസ്ഥാപിക്കുന്ന കപ്പാസിറ്ററിന്റെ കപ്പാസിറ്റൻസ് ആണ്:
സി = സി1 + സി2 = 2 + 1 = 3
ഈ കണക്കുകൂട്ടലിന്റെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ, സമാന്തരമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന ഓരോ കപ്പാസിറ്ററിന്റെയും കപ്പാസിറ്റൻസിനേക്കാൾ മാറ്റിസ്ഥാപിക്കുന്ന കപ്പാസിറ്ററിന്റെ കപ്പാസിറ്റൻസ് കൂടുതലാണെന്ന് നിഗമനം ചെയ്യുന്നു.