Një kondensator ka një kapacitet specifik. Nëse kapaciteti i kërkuar nuk është i disponueshëm, mund të lidhen dy ose më shumë kondensatorë për të arritur kapacitetin e kërkuar. Për të lidhur saktë kondensatorët, është thelbësore të keni një kuptim të plotë të qarqeve të kondensatorëve.
Para se të studioni qarqet e kondensatorëve, së pari kuptoni simbolet.
Më poshtë. Dy vijat vertikale në simbolin e kondensatorit përfaqësojnë dy përçuesit në një kondensator me pllaka paralele. Në simbolin e baterisë, vija vertikale më e gjatë përfaqëson potencialin e lartë (+) dhe vija vertikale më e shkurtër përfaqëson potencialin e ulët (-). Vijat horizontale si në simbolin e kondensatorit ashtu edhe në atë të baterisë përfaqësojnë telat.
Qarku i serisë
Dy kondensatorë të lidhur siç tregohet në të majtë quhen kondensatorë në seri. Imazhi në të djathtë tregon një kondensator zëvendësues me një kapacitet të barabartë me dy kondensatorët e lidhur në seri.
Fillimisht, të dy kondensatorët nuk janë të ngarkuar elektrikisht. Pasi lidhen me baterinë, pllaka e sipërme e kondensatorit C1 e cila është e lidhur me polin pozitiv të baterisë ngarkohet pozitivisht sepse elektronet dalin prej saj dhe pllaka e poshtme e kondensatorit C2 e cila është e lidhur me polin negativ të baterisë ngarkohet negativisht sepse merr elektrone. Elektronet e ngarkuara negativisht lëvizin sepse tërhiqen nga poli pozitiv i baterisë e cila është e ngarkuar pozitivisht. Më pas, këto elektrone shtyhen nga poli negativ i baterisë e cila është e ngarkuar negativisht drejt pllakës së poshtme të kondensatorit C2 . Pllaka e sipërme e kondensatorit C1 e cila është e ngarkuar pozitivisht tërheq elektrone nga pllaka e sipërme e kondensatorit C2 në mënyrë që elektronet të lëvizin drejt pllakës së poshtme të kondensatorit C1 . Si rezultat, pllaka e poshtme e kondensatorit C1 ngarkohet negativisht dhe pllaka e sipërme e kondensatorit C2 ngarkohet pozitivisht.
Ngarkesa negative që del nga pllaka e sipërme e kondensatorit C1 është e njëjtë me ngarkesën negative që hyn në pllakën e poshtme të kondensatorit C2 dhe pllaka e sipërme e kondensatorit C1 merr një ngarkesë pozitive që është e njëjtë me ngarkesën negative që del prej saj. Po kështu, ngarkesa negative në pllakën e poshtme të kondensatorit C1 është e njëjtë me ngarkesën pozitive në pllakën e sipërme të kondensatorit C2 . Pra, çdo pllakë përçuese ka të njëjtën sasi ngarkese, por shenja është e ndryshme, ku pllaka e sipërme e kondensatorit C1 ka një ngarkesë prej +Q, pllaka e poshtme e kondensatorit C1 ka një ngarkesë prej -Q, pllaka e sipërme e kondensatorit C2 ka një ngarkesë prej +Q dhe pllaka e poshtme e kondensatorit C2 ka një ngarkesë prej -Q. Në një qark seri, sasia e ngarkesës elektrike në kondensatorin C1 ( Q1 ) = sasia e ngarkesës elektrike në kondensatorin C2 ( Q2 ) = Q.
Po në lidhje me potencialin elektrik? Në një qark seri, potenciali elektrik në kondensatorin zëvendësues është i njëjtë me potencialin elektrik në secilin kondensator, V = V1 + V2. Potenciali elektrik në kondensatorin C1 është V1 = Pyetje/Përgjigje1, potenciali elektrik në kondensatorin C2 është V2 = Pyetje/Përgjigje2 dhe potenciali elektrik në kondensatorin zëvendësues është V = Q/C.
V = V1 + V2
Q/C = Q/C1 + Pyetje/Pyetje2
Q/C = Q (1/C1 + 1/C2)
1/C = 1/C1 + 1/C2
Nëse ka tre kondensatorë të lidhur në seri, formula e mësipërme ndryshon në:
1/C = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3
Nëse ka katër kondensatorë, atëherë shtoni 1/C4Po kështu, nëse ka pesë kondensatorë, e kështu me radhë. Kjo është formula për përcaktimin e kapacitetit të kondensatorit zëvendësues për kondensatorët e lidhur në seri.
Supozojmë C1 është 2 dhe C2 është 1, atëherë kapaciteti i kondensatorit zëvendësues është:
1/C = 1/C1 + 1/C2 = 1/2 + 1/1 = 1/2 + 2/2 = 3/2
C/1 = C = 2/3
Bazuar në këtë llogaritje, konkludohet se kapaciteti i kondensatorit zëvendësues është më i vogël se kapaciteti i secilit kondensator të lidhur në seri.
Qark paralel
Dy kondensatorë të lidhur siç tregohet në të majtë quhen kondensatorë paralelë. Imazhi në të djathtë tregon një kondensator ekuivalent me një kapacitet të barabartë me dy kondensatorët e lidhur paralelisht.
Pllakat e sipërme të kondensatorëve C1 dhe C2 janë të lidhura me terminalin pozitiv të baterisë, kështu që ato kanë një potencial të lartë elektrik. Ndërkohë, pllakat e poshtme të kondensatorëve C1 dhe C2 janë të lidhura me terminalin negativ të baterisë, kështu që ato gjithashtu kanë një potencial të ulët elektrik. Prandaj, mund të konkludohet se çdo kondensator i lidhur paralel ka një ndryshim potenciali të barabartë me ndryshimin e potencialit të baterisë (V1 = V2 = V).
Kur dy kondensatorë paralelë janë të lidhur me një bateri, poli pozitiv i baterisë tërheq elektronet në pllakën e sipërme, ndërsa poli negativ i baterisë i shtyn elektronet në pllakën e poshtme, duke bërë që elektronet të lëvizin nga pllaka e sipërme në pllakën e poshtme. Dy pllakat e sipërme humbasin elektrone, duke u ngarkuar pozitivisht, dhe dy pllakat e poshtme fitojnë elektrone, duke u ngarkuar negativisht. Transferimi i elektroneve ndalet pasi diferenca e potencialit midis dy pllakave përçuese është e barabartë me diferencën e potencialit të baterisë.
Pllaka e sipërme e kondensatorit C1 dhe pllaka e poshtme e kondensatorit C1 ruajnë të njëjtën ngarkesë elektrike, por kanë shenja të kundërta. Po kështu, pllaka e sipërme e kondensatorit C2 dhe pllaka e poshtme e kondensatorit C2 ruajnë të njëjtën ngarkesë elektrike, por kanë shenja të kundërta. Nëse ngarkesa elektrike e ruajtur në kondensatorin C1 është Q1 dhe ngarkesa elektrike e ruajtur në kondensatorin C2 është Q2 , atëherë ngarkesa totale elektrike e ruajtur në të dy kondensatorët e lidhur paralel është Q = Q1 + Q2 . Pra, ngarkesa totale elektrike në kondensatorët e lidhur paralel është e barabartë me shumën e ngarkesave në secilin kondensator.
Madhësia e ngarkesës elektrike në secilin kondensator të lidhur paralel llogaritet duke përdorur ekuacionin Q1 = C1 ΔV dhe Q2 = C2 ΔV, ndërsa madhësia e ngarkesës elektrike në kondensatorin zëvendësues llogaritet duke përdorur ekuacionin Q = C ΔV, ku Q është ngarkesa elektrike, C është kapaciteti dhe ΔV është diferenca e potencialit elektrik. Ekuacioni Q = Q1 +Q2 riformulohet duke zëvendësuar Q:
Q = Q1 +Q2
C ΔV = C1 ΔV + C2 ΔV
C ΔV = ΔV (C1 +C2)
C = C1 +C2
Diferenca e potencialit ΔV është e njëjtë dhe për këtë arsye eliminohet nga ekuacioni.
Nëse tre kondensatorë janë të lidhur paralelisht, formula e mësipërme ndryshon në:
C = C1 +C2 +C3
Nëse ka katër kondensatorë, atëherë shtohet C4Po kështu, nëse ka pesë kondensatorë, e kështu me radhë. Kjo është formula për përcaktimin e kapacitetit të kondensatorit zëvendësues për kondensatorët e lidhur paralelisht.
Supozojmë C1 është 2 dhe C2 është 1, atëherë kapaciteti i kondensatorit zëvendësues është:
C = C1 +C2 = 2 + 1 = 3
Bazuar në këtë llogaritje, konkludohet se kapaciteti i kondensatorit zëvendësues është më i madh se kapaciteti i secilit kondensator të lidhur paralelisht.