कपॅसिटरची एक विशिष्ट धारकता असते. आवश्यक धारकता उपलब्ध नसल्यास, ती मिळवण्यासाठी दोन किंवा अधिक कपॅसिटर जोडले जाऊ शकतात. कपॅसिटर योग्यरित्या जोडण्यासाठी, कपॅसिटर सर्किट्सची सखोल माहिती असणे अत्यावश्यक आहे.
कपॅसिटर सर्किट्सचा अभ्यास करण्यापूर्वी, प्रथम चिन्हे समजून घ्या.
खालीलप्रमाणे. कपॅसिटरच्या चिन्हातील दोन उभ्या रेषा समांतर-प्लेट कपॅसिटरमधील दोन वाहक दर्शवतात. बॅटरीच्या चिन्हात, लांब उभी रेषा उच्च विभव (+) आणि लहान उभी रेषा कमी विभव (-) दर्शवते. कपॅसिटर आणि बॅटरी या दोन्ही चिन्हांमधील आडव्या रेषा तारा दर्शवतात.
मालिका सर्किट
डावीकडे दाखवल्याप्रमाणे जोडलेल्या दोन कपॅसिटरना एकसर जोडणीतील कपॅसिटर म्हणतात. उजवीकडील चित्रात एक पर्यायी कपॅसिटर दाखवला आहे, ज्याची धारकता एकसर जोडणीतील दोन कपॅसिटरइतकी आहे.
सुरुवातीला, दोन्ही कपॅसिटर विद्युतदृष्ट्या चार्ज केलेले नसतात. बॅटरीला जोडल्यानंतर, कपॅसिटर C1 ची वरची प्लेट, जी बॅटरीच्या पॉझिटिव्ह ध्रुवाला जोडलेली असते, त्यातून इलेक्ट्रॉन बाहेर पडल्यामुळे पॉझिटिव्ह चार्ज होते आणि कपॅसिटर C2 ची खालची प्लेट, जी बॅटरीच्या निगेटिव्ह ध्रुवाला जोडलेली असते, ती इलेक्ट्रॉन स्वीकारल्यामुळे निगेटिव्ह चार्ज होते. निगेटिव्ह चार्ज असलेले इलेक्ट्रॉन बॅटरीच्या पॉझिटिव्ह ध्रुवाकडे आकर्षित झाल्यामुळे हलतात, जो पॉझिटिव्ह चार्ज असतो. पुढे, हे इलेक्ट्रॉन बॅटरीच्या निगेटिव्ह ध्रुवाद्वारे कपॅसिटर C2 च्या खालच्या प्लेटकडे ढकलले जातात, जो निगेटिव्ह चार्ज असतो . कपॅसिटर C1 ची वरची प्लेट , जी पॉझिटिव्ह चार्ज असते, ती कपॅसिटर C2 च्या वरच्या प्लेटमधील इलेक्ट्रॉन आकर्षित करते , ज्यामुळे इलेक्ट्रॉन कपॅसिटर C1 च्या खालच्या प्लेटकडे जातात . परिणामी, कपॅसिटर C1 ची खालची प्लेट निगेटिव्ह चार्ज होते आणि कपॅसिटर C2 ची वरची प्लेट पॉझिटिव्ह चार्ज होते .
कपॅसिटर C1 च्या वरच्या प्लेटमधून बाहेर पडणारा ऋण प्रभार हा कपॅसिटर C2 च्या खालच्या प्लेटमध्ये प्रवेश करणाऱ्या ऋण प्रभारासारखाच असतो आणि कपॅसिटर C1 च्या वरच्या प्लेटला मिळणारा धन प्रभार हा त्यातून बाहेर पडणाऱ्या ऋण प्रभारासारखाच असतो. त्याचप्रमाणे, कपॅसिटर C1 च्या खालच्या प्लेटवरील ऋण प्रभार हा कपॅसिटर C2 च्या वरच्या प्लेटवरील धन प्रभारासारखाच असतो. त्यामुळे प्रत्येक वाहक प्लेटवर समान प्रमाणात प्रभार असतो, परंतु त्याचे चिन्ह वेगळे असते, जिथे कपॅसिटर C1 च्या वरच्या प्लेटवर + Q प्रभार, कपॅसिटर C1 च्या खालच्या प्लेटवर -Q प्रभार, कपॅसिटर C2 च्या वरच्या प्लेटवर +Q प्रभार आणि कपॅसिटर C2 च्या खालच्या प्लेटवर -Q प्रभार असतो. सिरीज सर्किटमध्ये, कपॅसिटर C1 वरील विद्युत प्रभाराचे प्रमाण (Q1 ) = कपॅसिटर C2 वरील विद्युत प्रभाराचे प्रमाण (Q2 ) = Q.
विद्युत विभवाचे काय? एकसर जोडणीमध्ये, बदललेल्या कपॅसिटरवरील विद्युत विभव हे प्रत्येक कपॅसिटरवरील विद्युत विभवाइतकेच असते, V = V1 + व्ही2. विद्युत क्षमता कपॅसिटर C वर1 व्ही आहे1 = Q/C1कपॅसिटर C वरील विद्युत विभव2 व्ही आहे2 = Q/C2 आणि बदललेल्या कपॅसिटरवरील विद्युत विभव V = Q/C आहे.
V = V1 + व्ही2
Q/C = Q/C1 + क्यू/सी2
Q/C = Q (1/C1 + १/सी2)
1/C = 1/C1 + १/सी2
जर तीन कपॅसिटर एकसर जोडणीत जोडले असतील, तर वरील सूत्र असे बदलते:
1/C = 1/C1 + १/सी2 + १/सी3
जर चार कपॅसिटर असतील तर 1/C मिळवा4त्याचप्रमाणे, जर पाच कपॅसिटर असतील, आणि असेच पुढे. सिरीजमध्ये जोडलेल्या कपॅसिटरसाठी बदली कपॅसिटरची कपॅसिटन्स निश्चित करण्याचे हे सूत्र आहे.
समजा C1 2 आणि C आहे2 जर १ असेल तर बदलून लावल्या जाणाऱ्या कपॅसिटरची कपॅसिटन्स आहे:
1/C = 1/C1 + १/सी2 = १/६ + १/४ = २/१२ + ३/१२ = ५/१२
C/1 = C = 2/3
या गणनेच्या आधारे असा निष्कर्ष काढला जातो की, बदललेल्या कपॅसिटरची कपॅसिटन्स ही सिरीजमध्ये जोडलेल्या प्रत्येक कपॅसिटरच्या कपॅसिटन्सपेक्षा कमी आहे.
समांतर सर्किट
डावीकडे दाखवल्याप्रमाणे जोडलेल्या दोन कपॅसिटरना समांतर कपॅसिटर म्हणतात. उजवीकडील चित्रात एक समतुल्य कपॅसिटर दाखवला आहे, ज्याची धारकता समांतर जोडलेल्या दोन कपॅसिटरइतकी असते.
कपॅसिटर C1 आणि C2 च्या वरच्या प्लेट्स बॅटरीच्या पॉझिटिव्ह टर्मिनलला जोडलेल्या आहेत , त्यामुळे त्यांच्यामध्ये उच्च विद्युत विभव असतो. त्याच वेळी, कपॅसिटर C1 आणि C2 च्या खालच्या प्लेट्स बॅटरीच्या निगेटिव्ह टर्मिनलला जोडलेल्या आहेत , त्यामुळे त्यांच्यामध्ये कमी विद्युत विभव असतो. म्हणून, असा निष्कर्ष काढता येतो की समांतर जोडलेल्या प्रत्येक कपॅसिटरचा विभवांतर हा बॅटरीच्या विभवांतराएवढा असतो (V1 = V2 = V).
जेव्हा दोन समांतर कपॅसिटर बॅटरीला जोडले जातात, तेव्हा बॅटरीचा धन ध्रुव इलेक्ट्रॉनला वरच्या प्लेटकडे आकर्षित करतो, तर बॅटरीचा ऋण ध्रुव इलेक्ट्रॉनला खालच्या प्लेटकडे दूर ढकलतो, ज्यामुळे इलेक्ट्रॉन वरच्या प्लेटवरून खालच्या प्लेटकडे जातात. वरच्या दोन्ही प्लेट्स इलेक्ट्रॉन गमावून धनप्रभारित होतात आणि खालच्या दोन्ही प्लेट्स इलेक्ट्रॉन मिळवून ऋणप्रभारित होतात. जेव्हा दोन्ही वाहक प्लेट्समधील विभवांतर बॅटरीच्या विभवांतराएवढे होते, तेव्हा इलेक्ट्रॉनचे हे हस्तांतरण थांबते.
कपॅसिटर C1 च्या वरच्या प्लेटवर आणि खालच्या प्लेटवर समान विद्युत प्रभार असतो, परंतु त्याची चिन्हे विरुद्ध असतात. त्याचप्रमाणे, कपॅसिटर C2 च्या वरच्या प्लेटवर आणि खालच्या प्लेटवर समान विद्युत प्रभार असतो, परंतु त्याची चिन्हे विरुद्ध असतात. जर कपॅसिटर C1 मध्ये साठवलेला विद्युत प्रभार Q1 असेल आणि कपॅसिटर C2 मध्ये साठवलेला विद्युत प्रभार Q2 असेल, तर समांतर जोडलेल्या दोन्ही कपॅसिटरमधील एकूण विद्युत प्रभार Q = Q1 + Q2 असतो . म्हणून , समांतर जोडलेल्या कपॅसिटरमधील एकूण विद्युत प्रभार हा प्रत्येक कपॅसिटरमधील प्रभारांच्या बेरजेइतका असतो.
समांतर जोडलेल्या प्रत्येक कपॅसिटरवरील विद्युत प्रभाराचे परिमाण Q या समीकरणाचा वापर करून मोजले जाते.1 = सी1 ΔV आणि Q2 = सी2 ΔV, तर बदललेल्या कपॅसिटरवरील विद्युत प्रभाराचे परिमाण Q = C ΔV या समीकरणाने मोजले जाते, जिथे Q हा विद्युत प्रभार, C ही कपॅसिटन्स आणि ΔV हे विद्युत विभवांतर आहे. समीकरण Q = Q1 + प्र2 Q बदलून पुनर्रचित केले:
Q = Q1 + प्र2
C ΔV = C1 ΔV + C2 ΔV
C ΔV = ΔV (C1 + सी2)
C = C1 + सी2
विभवांतर ΔV समान असल्याने ते समीकरणातून वगळले जाते.
जर तीन कपॅसिटर समांतर जोडणीत जोडलेले असतील, तर वरील सूत्र असे बदलते:
C = C1 + सी2 + सी3
जर चार कपॅसिटर असतील तर C जोडला जातो4त्याचप्रमाणे, जर पाच कपॅसिटर असतील, आणि असेच पुढे. समांतर जोडलेल्या कपॅसिटरसाठी बदली कपॅसिटरची कपॅसिटन्स निश्चित करण्याचे हे सूत्र आहे.
समजा C1 2 आणि C आहे2 जर १ असेल तर बदलून लावल्या जाणाऱ्या कपॅसिटरची कपॅसिटन्स आहे:
C = C1 + सी2 = ५०,४ + ३२ = ८२,४
या गणनेच्या आधारे असा निष्कर्ष काढला जातो की, बदललेल्या कपॅसिटरची कपॅसिटन्स ही समांतर जोडलेल्या प्रत्येक कपॅसिटरच्या कपॅसिटन्सपेक्षा जास्त आहे.