Fomula ya mzunguko wa capacitor

Kifaa cha kupokezana umeme kina uwezo maalum. Ikiwa uwezo unaohitajika haupatikani, vifaa viwili au zaidi vinaweza kuunganishwa ili kufikia uwezo unaohitajika. Ili kuunganisha vifaa kwa usahihi, uelewa kamili wa saketi za vifaa vya kupokezana umeme ni muhimu.

Kabla ya kusoma saketi za capacitor, kwanza elewa alama. Ifuatayo. Mistari miwili wima katika ishara ya capacitor inawakilisha kondakta mbili katika capacitor ya bamba sambamba. Katika ishara ya betri, mstari mrefu wima unawakilisha uwezo wa juu (+) na mstari mfupi wima unawakilisha uwezo wa chini (-). Mistari mlalo katika alama za capacitor na betri inawakilisha waya.

Mzunguko wa Mfululizo

Capacitors mbili zilizounganishwa kama inavyoonyeshwa upande wa kushoto zinaitwa capacitors katika mfululizo. Picha upande wa kulia inaonyesha capacitor mbadala yenye uwezo sawa na capacitors mbili zilizounganishwa katika mfululizo.

Mwanzoni, capacitors zote mbili hazijachajiwa. Baada ya kuunganishwa na betri, bamba la juu la capacitor C₁ ambayo imeunganishwa na nguzo chanya ya betri inakuwa na chaji chanya kwa sababu elektroni hutoka ndani yake na bamba la chini la capacitor C₂ Kifaa cha kupokezana kilichounganishwa na sehemu hasi ya betri huchajiwa vibaya kutokana na elektroni zinazopokea. Elektroni zilizochajiwa vibaya husogea kwa sababu huvutiwa na sehemu chanya chanya cha betri iliyochajiwa vyema. Elektroni hizi kisha hufukuzwa na sehemu hasi chanya chanya cha betri kuelekea kwenye bamba la chini la kifaa cha kupokezana C.₂Sahani ya juu ya capacitor C₁ Bamba lenye chaji chanya huvutia elektroni kutoka kwenye bamba la juu la capacitor C.₂ ili elektroni zisogee kuelekea kwenye bamba la chini la capacitor C₁Matokeo yake, sahani ya chini ya capacitor C₁ inakuwa na chaji hasi na sahani ya juu ya capacitor C₂ kuwa na chaji chanya.

Chaji hasi inayotoka kwenye bamba la juu la capacitor C₁ kiasi sawa na chaji hasi inayoingia kwenye bamba la chini la capacitor C₂ na sahani ya juu ya capacitor C₁ hupata chaji chanya ambayo ni sawa na chaji hasi inayotoka ndani yake. Vile vile, chaji hasi kwenye bamba la chini la capacitor C₁ ni sawa na chaji chanya kwenye bamba la juu la capacitor C₂Kwa hivyo kila bamba la kondakta lina kiwango sawa cha chaji lakini ishara ni tofauti, ambapo bamba la juu la capacitor C₁ chaji +Q, bamba la chini la capacitor C₁ -Q iliyochajiwa, bamba la juu la capacitor C₂ chaji +Q na bamba la chini la capacitor C₂ chaji -Q. Katika mzunguko mfululizo, kiasi cha chaji ya umeme kwenye capacitor C₁ (Q₁) = kiasi chaji ya umeme kwenye kapa C₂ (Q₂) = Swali.

Vipi kuhusu uwezo wa umeme? Katika saketi mfululizo, uwezo wa umeme kwenye capacitor mbadala ni sawa na uwezo wa umeme kwenye kila capacitor, V = V₁ +V₂. Uwezo wa umeme kwenye kapa C₁ ni V₁ = Q/C₁, uwezo wa umeme kwenye capacitor C₂ ni V₂ = Q/C₂ na uwezo wa umeme kwenye capacitor mbadala ni V = Q/C.
V = V₁ +V₂
Q/C = Q/C₁ + Maswali/Maswali₂
Q/C = Q (1/C₁ + 1/Sekunde₂)
1/C = 1/C₁ + 1/Sekunde₂
Ikiwa kuna capacitors tatu zilizounganishwa mfululizo, fomula hapo juu hubadilika kuwa:
1/C = 1/C₁ + 1/Sekunde₂ + 1/Sekunde₃
Ikiwa kuna capacitors nne basi ongeza 1/C₄Vivyo hivyo, ikiwa kuna capacitors tano, na kadhalika. Hii ndiyo fomula ya kubaini uwezo wa capacitor mbadala kwa capacitors zilizounganishwa mfululizo.

Tuseme C₁ ni 2 na C₂ ni 1 basi uwezo wa capacitor mbadala ni:
1/C = 1/C₁ + 1/Sekunde₂ = 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

Vipokezi viwili vilivyounganishwa kama inavyoonyeshwa upande wa kushoto vinaitwa vipokezi sambamba. Picha iliyo upande wa kulia inaonyesha kipokezi sawa na chenye uwezo sawa na vipokezi viwili vilivyounganishwa sambamba.

Sahani ya juu ya capacitor C₁ Siku C₂ imeunganishwa kwenye nguzo chanya ya betri ili sahani hizi mbili ziwe na uwezo mkubwa wa umeme. Wakati huo huo, sahani ya chini ya capacitor C₁ Siku C₂ imeunganishwa kwenye nguzo hasi ya betri ili sahani hizi mbili pia ziwe na uwezo mdogo wa umeme. Kwa hivyo inaweza kuhitimishwa kwamba kila capacitor iliyounganishwa sambamba ina tofauti sawa ya uwezo kama tofauti ya uwezo wa betri (V).₁ =V₂ = V).

Wakati capacitors mbili sambamba zimeunganishwa na betri, nguzo chanya ya betri huvutia elektroni kwenye bamba la juu huku nguzo hasi ya betri ikirudisha elektroni kwenye bamba la chini, na kusababisha elektroni kuhama kutoka bamba la juu hadi bamba la chini. Bamba mbili za juu hupoteza elektroni, zikiwa na chaji chanya, na bamba mbili za chini hupata elektroni, zikiwa na chaji hasi. Uhamisho wa elektroni husimama mara tu tofauti inayowezekana kati ya bamba mbili za kondakta ikiwa sawa na tofauti inayowezekana ya betri.

Sahani ya juu ya capacitor C₁ na bamba la chini la capacitor C₁ inashikilia chaji sawa ya umeme lakini ina ishara tofauti. Vile vile bamba la juu la capacitor C₂ na bamba la chini la capacitor C₂ huhifadhi chaji ya umeme ya ukubwa sawa lakini yenye ishara tofauti. Ikiwa chaji ya umeme imehifadhiwa kwenye capacitor C₁ ni Q₁ na chaji ya umeme iliyohifadhiwa kwenye capacitor C₂ ni Q₂ kisha kiasi cha chaji ya umeme kilichohifadhiwa katika capacitors mbili zilizounganishwa sambamba ni Q = Q₁ + Swali₂Kwa hivyo jumla ya chaji ya umeme kwenye capacitors zilizounganishwa sambamba ni sawa na jumla ya chaji kwenye kila capacitor.

Ukubwa wa chaji ya umeme kwenye kila capacitor iliyounganishwa sambamba huhesabiwa kwa kutumia mlinganyo Q₁ = C₁ ΔV na Q₂ = C₂ ΔV huku ukubwa wa chaji ya umeme kwenye kipaza sauti kinachobadilishwa ukihesabiwa kwa kutumia mlinganyo Q = C ΔV, ambapo Q ni chaji ya umeme, C ni uwezo na ΔV ni tofauti ya uwezo wa umeme. Mlinganyo Q = Q₁ + Swali₂ imebadilishwa kwa kuchukua nafasi ya Q:
Q = Q₁ + Swali₂
C ΔV = C₁ ΔV + C₂ ΔV
C ΔV = ΔV (C₁ + C.₂)
C = C₁ + C.₂
Tofauti inayowezekana ya ΔV ni sawa na kwa hivyo imeondolewa kwenye mlinganyo.
Ikiwa kuna capacitors tatu zilizounganishwa sambamba, fomula hapo juu hubadilika kuwa:
C = C₁ + C.₂ + C.₃
Ikiwa kuna capacitors nne basi C huongezwa₄Vivyo hivyo, ikiwa kuna capacitors tano, na kadhalika. Hii ndiyo fomula ya kubaini uwezo wa capacitor mbadala kwa capacitors zilizounganishwa sambamba.

Tuseme C₁ ni 2 na C₂ ni 1 basi uwezo wa capacitor mbadala ni:
C = C₁ + C.₂ 2 + 1 = 3
Kulingana na hesabu hii, imehitimishwa kwamba uwezo wa capacitor mbadala ni mkubwa kuliko uwezo wa kila capacitor iliyounganishwa sambamba.