Mlinganyo wa mzunguko wa capacitor

Makala kuhusu Mlinganyo wa saketi ya capacitor

Kifaa cha kupokezana umeme kina uwezo fulani. Ikiwa uwezo unaohitajika haupatikani, kinaweza kuunganishwa na vifaa viwili au zaidi ili kupata uwezo unaohitajika. Ili kuunganisha kifaa vizuri, kinahitaji ujuzi sahihi kuhusu saketi ya kifaa cha kupokezana umeme. 🙂

Kabla ya kusoma capacitor Kwanza, elewa alama zifuatazo. Mistari miwili wima kwenye alama ya capacitor inawakilisha kondakta mbili kwenye capacitor za bamba sambamba. Katika alama ya betri, mstari mrefu wima unawakilisha uwezo mkubwa (+) na mstari mfupi wima unawakilisha uwezo mdogo (-). Mstari mlalo wa alama ya capacitor na ishara ya betri unawakilisha kebo.

Mzunguko wa mfululizo

Vipokezi viwili vilivyounganishwa kama ilivyo kwenye umbo la kushoto huitwa vipokezi ambavyo vimeunganishwa mfululizo. Umbo la kulia ni kipokezi sawa na hicho ambacho kina uwezo sawa na vipokezi viwili vya mfululizo.

Mwanzoni, capacitors mbili hazikuwa na chaji ya umeme. Baada ya kuunganishwa na betri, bamba la capacitor C ₁ ambalo limeunganishwa na nguzo chanya ya betri huwa na chaji chanya. Kwa sababu elektroni hutoka ndani yake na bamba la chini la capacitor C ₂ ambalo limeunganishwa na nguzo hasi ya betri huwa na chaji hasi kwa sababu hupokea elektroni. Elektroni zenye chaji hasi husogea kwa sababu huvutwa na nguzo chanya ya betri, ambayo huwa na chaji chanya.

Kisha elektroni hizi hukataliwa na chaji hasi ya nguzo hasi ya betri, kuelekea chini ya capacitor C _2. Bamba la capacitor C _{1 iliyochajiwa vyema} huvuta elektroni kutoka juu ya capacitor C ₂ ili elektroni zisogee kuelekea chini ya capacitor C _1. Matokeo yake, bamba la capacitor C ₁ huwa na chaji hasi na bamba la capacitor C ₂ huwa na chaji nzuri.

Chaji hasi inayotoka juu ya capacitor C ₁ ni sawa na chaji hasi inayoingia chini ya capacitor C _{2. Na} bamba kwenye capacitor C ₁ hupata chaji chanya ambayo ni sawa na chaji hasi inayotoka humo. , chaji hasi kwenye bamba la chini la capacitor C ₁ ni sawa na chaji chanya kwenye bamba la capacitor C _2. Kwa hivyo kila bamba la kondakta lina kiasi sawa cha chaji lakini ishara ni tofauti, ambapo sehemu ya juu ya capacitor C ₁ inachajiwa + Q.

Chini ya capacitor C₁ imechajiwa -Q, sehemu ya juu ya capacitor C₂ imechajiwa +Q, na sehemu ya chini ya capacitor C₂ inachajiwa -Q. Katika mzunguko wa mfululizo, kiasi cha chaji ya umeme kwenye capacitor C₁ (Q₁) = kiasi cha chaji ya umeme kwenye capacitor C₂ (Q₂) = Swali.

Vipi kuhusu uwezo wa umeme? Katika saketi mfululizo, uwezo wa umeme wa capacitor sawa ni sawa na uwezo wa umeme wa kila capacitor, V = V₁ +V₂Uwezo wa umeme wa capacitor C₁ ni V₁ = Q/C₁, uwezo wa umeme wa capacitor C₂ ni V₂ = Q/C_2, na uwezo wa umeme wa capacitor ni V = Q/C.

V = V ₁ + V ₂

Q/C = Q/C ₁ + Q/C ₂

Q/C = Q (1/C ₁ + 1/C ₂ )

1/C = 1/C ₁ + 1/C ₂

Ikiwa kuna capacitors tatu ambazo zimeunganishwa mfululizo, fomula hapo juu hubadilika kuwa:

1/C = 1/C ₁ + 1/C ₂ + 1/C ₃

Ikiwa kuna capacitors nne, 1/C ₄ huongezwa. Vile vile, ikiwa kuna capacitors tano na kadhalika. Hii ndiyo fomula ya kubaini uwezo wa capacitor sawa kwa capacitors zilizounganishwa mfululizo.

Tuseme C ₁ ni 2 na C ₂ ni 1 basi uwezo wa capacitor mbadala ni:

1/C = 1/C ₁ + 1/C ₂ = 1/2 + 1/1 = 1/2 + 2/2 = 3/2

C/1 = C = 2/3

Kulingana na hesabu hii, imehitimishwa kwamba uwezo wa capacitor mbadala ni mdogo kuliko uwezo wa kila capacitor iliyounganishwa mfululizo.

Mzunguko sambamba

Capacitors mbili zilizounganishwa kama ilivyo kwenye takwimu ya kushoto zinaitwa capacitors ambazo zimeunganishwa sambamba. Takwimu ya kulia ni capacitor mbadala ambayo ina uwezo sawa na capacitors mbili zilizounganishwa sambamba.

Sahani za capacitors C ₁ na C ₂ zimeunganishwa kwenye nguzo chanya ya betri ili sahani hizi mbili ziwe na uwezo mkubwa wa umeme. Wakati sahani za chini za capacitors C ₁ na C ₂ zimeunganishwa kwenye nguzo hasi ya betri ili sahani hizi mbili pia ziwe na uwezo mdogo wa umeme. Kwa hivyo inaweza kuhitimishwa kwamba kila capacitors iliyounganishwa sambamba ina tofauti ya uwezo sawa na tofauti ya uwezo wa betri (V ₁ = V ₂ = V).

Wakati capacitors mbili, zilizounganishwa sambamba, zinapounganishwa na betri, nguzo chanya ya betri huvuta elektroni hadi kwenye bamba la juu. Huku nguzo hasi ya betri ikikataa elektroni kuingia kwenye bamba la chini ili elektroni zisogee kutoka juu hadi chini. Bamba hizo mbili hupoteza elektroni ili ziwe na chaji chanya, na bamba mbili za chini hupokea elektroni ili ziwe na chaji hasi. Mwendo wa elektroni husimama baada ya bamba mbili za kondakta kuwa na tofauti ya uwezo sawa na tofauti ya uwezo wa betri.

Sehemu ya juu ya capacitor C₁ na sehemu ya chini ya capacitor C₁ Hifadhi chaji sawa ya umeme, lakini uwe na ishara kinyume. Vile vile, kipande cha juu cha capacitor C₂ na kipande cha chini cha capacitor C₂ Hifadhi chaji ile ile ya umeme lakini iwe na ishara tofauti. Ikiwa chaji ya umeme imehifadhiwa kwenye capacitor C₁ ni Q₁ na chaji ya umeme huhifadhiwa kwenye capacitor C₂ ni Q2, basi kiasi cha chaji ya umeme iliyohifadhiwa katika capacitors zote mbili zilizounganishwa sambamba ni Q = Q₁ + Swali₂Kwa hivyo jumla ya chaji ya umeme kwenye capacitors zilizounganishwa sambamba ni sawa na kiasi cha chaji kwenye kila capacitor.

Chaji ya umeme katika kila capacitor iliyounganishwa sambamba huhesabiwa kwa mlinganyo Q ₁ = C ₁ ΔV na Q ₂ = C ₂ ΔV huku chaji kubwa ya umeme kwenye capacitor mbadala ikihesabiwa kwa mlinganyo Q = C ΔV. Ambapo Q ni chaji ya umeme, C ni capacitance na ΔV ni tofauti ya uwezo wa umeme. Mlinganyo Q = Q ₁ + Q ₂ hubadilishwa na mbadala Q:

Q = Swali la ₁ + Swali la ₂

C ΔV = C ₁ ΔV + C ₂ ΔV

C ΔV = ΔV (C ₁ + C ₂ )

C = C ₁ + C ₂

Tofauti inayowezekana ya ΔV ni sawa, kwa hivyo imeondolewa kwenye mlinganyo.

Ikiwa kuna capacitors tatu zilizounganishwa sambamba, fomula hapo juu hubadilika kuwa:

C = C ₁ + C ₂ + C ₃

Ikiwa kuna capacitors nne, C4 huongezwa. Vile vile, ikiwa kuna capacitors tano na kadhalika. Hii ndiyo fomula ya kubaini uwezo wa capacitor mbadala kwa capacitors zilizounganishwa sambamba.

Ikiwa C ₁ ni 2 na C ₂ ni 1 basi uwezo wa capacitor mbadala ni:

C = C ₁ + C ₂ = 2 + 1 = 3

Kulingana na hesabu hii, imehitimishwa kwamba uwezo wa capacitor mbadala ni mkubwa kuliko uwezo wa kila capacitor iliyounganishwa sambamba.