電容器電路公式

電容器具有特定的電容值。如果無法獲得所需的電容值,可以將兩個或多個電容器連接起來以達到所需的電容值。要正確連接電容器,必須透徹理解電容器電路。

在學習電容器電路之前,首先要了解相關符號。 電容器電路公式 1如下。電容器符號中的兩條垂直線代表平行板電容器中的兩個導體。在電池符號中,較長的垂直線代表高電位(+),較短的垂直線代表低電位(-)。電容器和電池符號中的水平線都代表導線。

串聯電路

電容器電路公式 2如圖左所示,兩個電容器連接在一起稱為串聯電容器。右圖所示,一個替代電容器的電容值與這兩個串聯電容器的電容值相等。

最初,兩個電容器均未帶電。連接到電池後,電容器C1的上極板(連接電池正極)因電子移出而帶正電,電容器C2的下極板(連接電池負極)因接收電子而帶負電。帶負電的電子受到電池正極的吸引而移動。隨後,這些電子受到電池負極的排斥,朝向電容器C2的下極板移動。帶正電的電容器C1的上極板吸引電容器C2上極板的電子,使電子往電容器C1的下極板移動。最終,電容器C1的下極板帶負電,電容器C2的上極板帶正電。

電容器C1上極板流出的負電荷與流入電容器C2下極板的負電荷量相等,而電容器 C1 上極板吸收的正電荷量與流出的負電荷量相等。同樣地,電容器 C1 下極板上的負電荷量與電容器C2上極板上的正電荷量相等。因此,每個導體極板都帶有相同量但符號相反的電荷,其中電容器 C1 上極板帶電量為 +Q,電容器 C1 下極板帶電量為-Q,電容器 C2 上極板帶電量為+Q,電容器C2下極板帶電量為 -Q。在串聯電路中,電容器C1上的電荷量(Q1 ) =電容器 C2 上的電荷量( Q2 ) = Q。

那麼電勢呢?在串聯電路中,替換電容器上的電位與每個電容器上的電位相同,即 V = V1 + V.2. 電位 電容器 C1 是 V1 = Q/C1電容器C上的電位2 是 V2 = Q/C2 替換電容器上的電位為 V = Q/C。
V = V1 + V.2
Q/C = Q/C1 + 品質控制2
Q/C = Q (1/C1 + 1/C2)
1/C = 1/C1 + 1/C2
如果三個電容器串聯,則上述公式變為:
1/C = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3
如果有四個電容器,則加上 1/C4同樣地,如果有五個電容器,依此類推。這是確定串聯電容器中替換電容器電容值的公式。

假設 C1 是 2 和 C2 如果電容值為 1,則替換電容器的電容值為:
1/C = 1/C1 + 1/C2 = 1/2 + 1/1 = 1/2 + 2/2 = 3/2
C/1 = C = 2/3
根據這項計算,可以得出結論:替換電容器的電容小於串聯的每個電容器的電容總和。

並聯電路

電容器電路公式 3如圖左所示連接的兩個電容器稱為並聯電容器。右圖所示為一個等效電容器,其電容值等於這兩個並聯電容器的電容值。

電容器C1和C2的上極板連接到電池的正極,因此具有較高的電位。同時,電容器C1和C2的下極板連接到電池的負極,因此也具有較低的電位。因此,可以得出結論:並聯的每個電容器的電位差等於電池的電位差(V1 = V2 = V)。

當兩個並聯電容器連接到電池時,電池的正極吸引電子到上極板,而負極排斥電子到下極板,導致電子從上極板流向下極板。兩個上極板失去電子,帶正電;兩個下極板獲得電子,帶負電。當兩個導體極板之間的電位差等於電池的電位差時,電子轉移就會停止。

電容器C1的上極板和下極板儲存的電荷量相同,但符號相反。同樣,電容器C2的上極板和下極板儲存的電荷量相同,但符號相反。如果電容器C1儲存的電荷量為Q1 ,電容器C2儲存的電荷量為Q2,那麼並聯的兩個電容器所儲存的總電荷量為Q = Q1 + Q2 。因此,並聯電容器的總電荷量等於每個電容器所儲存電荷量之和。

利用公式 Q 計算並聯電容器上每個電容器的電荷量。1 = C.1 ΔV 和 Q2 = C.2 ΔV,而替換電容器上的電荷量則使用公式 Q = C ΔV 計算,其中 Q 為電荷量,C 為電容值,ΔV 為電位差。公式 Q = Q1 + Q2 透過替換 Q 重新表述:
Q = Q1 + Q2
C ΔV = C1 ΔV + C2 ΔV
C ΔV = ΔV (C1 + C2)
C = C1 + C2
電位差ΔV相同,因此從方程式中消除。
如果三個電容器並聯,則上述公式變為:
C = C1 + C2 + C3
如果有四個電容器,則需要添加 C。4同樣地,如果有五個電容器,依此類推。這是確定並聯電容器中替換電容器電容值的公式。

假設 C1 是 2 和 C2 如果電容值為 1,則替換電容器的電容值為:
C = C1 + C2 = 2 + 1 = 3
根據這項計算,可以得出結論:替換電容器的電容大於並聯的每個電容器的電容總和。

 

 

請留言