Articol despre ecuația circuitului condensatorului
Un condensator are o anumită capacitate. Dacă capacitatea necesară nu este disponibilă, poate fi conectat la două sau mai multe condensatoare pentru a obține capacitatea necesară. Pentru a conecta corect condensatorul, sunt necesare cunoștințe corecte despre circuitul condensatorului. 🙂
Înainte de a studia condensatorul În acest circuit, mai întâi, înțelegeți următoarele simboluri. Două linii verticale pe simbolul condensatorului reprezintă doi conductori pe condensatoare cu plăci paralele. În simbolul bateriei, o linie verticală mai lungă reprezintă un potențial ridicat (+), iar o linie verticală mai scurtă reprezintă un potențial scăzut (-). Linia orizontală atât a simbolului condensatorului, cât și a simbolului bateriei reprezintă cablul.
Circuit în serie
Două condensatoare conectate ca în figura din stânga se numesc condensatoare conectate în serie. Figura din dreapta reprezintă un condensator echivalent care are o capacitate echivalentă cu cele două condensatoare serie.
La început, cele două condensatoare nu erau încărcate electric. După conectarea la baterie, placa condensatorului C1 , care este conectată la polul pozitiv al bateriei, se încarcă pozitiv. Deoarece electronii ies din ea, placa inferioară a condensatorului C2, care este conectată la polul negativ al bateriei, se încarcă negativ deoarece primește electroni. Electronii încărcați negativ se mișcă deoarece sunt atrași de polul pozitiv al bateriei, care este încărcat pozitiv.
Apoi, acești electroni sunt respinși de polul negativ al bateriei, încărcat negativ, spre partea inferioară a condensatorului C₂ . Placa condensatorului C₁ încărcat pozitiv trage electronii din partea superioară a condensatorului C₂ , astfel încât electronii se deplasează spre partea inferioară a condensatorului C₁ . Drept urmare, placa condensatorului C₁ devine încărcată negativ, iar placa condensatorului C₂ devine încărcată pozitiv.
Sarcina negativă care iese din partea superioară a condensatorului C1 este la fel de mare ca sarcina negativă care intră în partea inferioară a condensatorului C2 . Iar placa de pe condensatorul C1 primește o sarcină pozitivă egală cu sarcina negativă care iese din aceasta. , sarcina negativă de pe placa inferioară a condensatorului C1 este egală cu sarcina pozitivă de pe placa condensatorului C2 . Deci, fiecare placă conductoare are aceeași cantitate de sarcină, dar semnul este diferit, unde partea superioară a condensatorului C1 este încărcată + Q.
Partea inferioară a condensatorului C1 este încărcat -Q, vârful condensatorului C2 este încărcat +Q, iar partea inferioară a condensatorului C2 este încărcată cu -Q. Într-un circuit în serie, cantitatea de sarcină electrică de pe condensatorul C1 (Q1) = cantitatea de sarcină electrică de pe condensatorul C2 (Q2) = Î.
Dar potențialul electric? Într-un circuit în serie, potențialul electric al condensatorului echivalent este egal cu potențialul electric al fiecărui condensator, V = V1 + V2Potențialul electric al condensatorului C1 este V1 = Î/C1, potențialul electric al condensatorului C2 este V2 = Î/C2, iar potențialul electric al condensatorului este V = Q/C.
V = V1 + V2
Q/C = Q/C1 + Q/ C2
Q/C = Q (1/C₁ + 1/ C₂ )
1/C = 1/C₁ + 1/ C₂
Dacă există trei condensatoare conectate în serie, formula de mai sus se schimbă în:
1/C = 1/C₁ + 1/C₂ + 1/ C₃
Dacă există patru condensatoare, se adună 1/C 4. La fel, dacă există cinci condensatoare și așa mai departe. Aceasta este formula pentru determinarea capacității condensatorului echivalent pentru condensatoarele conectate în serie.
Presupunând că C1 este 2 și C2 este 1, atunci capacitatea condensatorului de înlocuire este:
1/C = 1/C₁ + 1/C₂ = 1/2 + 1/1 = 1/2 + 2/2 = 3/2
C/1 = C = 2/3
Pe baza acestui calcul, se concluzionează că capacitatea condensatorului de înlocuire este mai mică decât capacitatea fiecărui condensator conectat în serie.
Circuit paralel
Două condensatoare conectate ca în figura din stânga se numesc condensatoare conectate în paralel. Figura din dreapta reprezintă condensatorul de înlocuire care are o capacitate egală cu cea a celor două condensatoare conectate în paralel.
Plăcile condensatoarelor C1 și C2 sunt conectate la polul pozitiv al bateriei, astfel încât aceste două plăci au un potențial electric ridicat. În timp ce plăcile inferioare ale condensatoarelor C1 și C2 sunt conectate la polul negativ al bateriei, astfel încât aceste două plăci au și ele un potențial electric scăzut. Prin urmare, se poate concluziona că fiecare condensator conectat în paralel are o diferență de potențial egală cu diferența de potențial a bateriei (V1 = V2 = V).
Când cele două condensatoare, conectate în paralel, sunt conectate la baterie, polul pozitiv al bateriei trage electronii către placa superioară. În timp ce polul negativ al bateriei respinge electronii către placa inferioară, astfel încât electronii se deplasează de sus în jos. Cele două plăci pierd electroni, astfel încât se încarcă pozitiv, iar cele două plăci inferioare primesc electroni, astfel încât se încarcă negativ. Mișcarea electronilor se oprește după ce cele două plăci conductoare au o diferență de potențial egală cu diferența de potențial a bateriei.
Partea superioară a condensatorului C1 și partea inferioară a condensatorului C1 stochează aceeași sarcină electrică, dar au un semn opus. În mod similar, piesa superioară a condensatorului C2 și piesa inferioară a condensatorului C2 stochează aceeași sarcină electrică, dar au semne opuse. Dacă sarcina electrică este stocată în condensatorul C1 este Q1 iar sarcina electrică este stocată în condensatorul C2 este Q2, atunci cantitatea de sarcină electrică stocată în ambele condensatoare conectate în paralel este Q = Q1 + Î2Deci, sarcina electrică totală a condensatoarelor conectate în paralel este egală cu cantitatea de sarcină de pe fiecare condensator.
Sarcina electrică din fiecare condensator conectat în paralel se calculează cu ecuația Q1 = C1ΔV și Q2 = C2ΔV , în timp ce sarcina electrică mare a condensatorului de înlocuire se calculează cu ecuația Q = CΔV. Unde Q este sarcina electrică, C este capacitatea, iar ΔV este o diferență de potențial electric. Ecuația Q = Q1 + Q2 este reformulată prin Q de înlocuire:
Q = Q1 + Q2
CΔV = C1ΔV + C2ΔV
C ΔV = ΔV ( C1 + C2 )
C = C1 + C2
Diferența de potențial ΔV este egală, deci este eliminată din ecuație.
Dacă există trei condensatoare conectate în paralel, formula de mai sus se schimbă în:
C = C1 + C2 + C3
Dacă există patru condensatoare, se adaugă C4. La fel, dacă există cinci condensatoare și așa mai departe. Aceasta este formula pentru determinarea capacității unui condensator de înlocuire pentru condensatoarele conectate în paralel.
Dacă C1 este 2 și C2 este 1, atunci capacitatea condensatorului de înlocuire este:
C = C1 + C2 = 2 + 1 = 3
Pe baza acestui calcul, se concluzionează că capacitatea condensatorului de înlocuire este mai mare decât capacitatea fiecărui condensator conectat în paralel.
