Równoległe i szeregowe łączenie kondensatorów
Wybrany kondensatory można łączyć ze sobą na różne sposoby. W tym przypadku we wszystkich przypadkach można znaleźć pojemność jakiegoś równoważnego kondensatora, który może zastąpić wiele połączonych ze sobą kondensatorów.
Dla kondensatora równoważnego warunek jest spełniony: jeśli napięcie przyłożone do okładek kondensatora równoważnego jest równe napięciu przyłożonemu do końcówek grupy kondensatorów, to kondensator równoważny zgromadzi taki sam ładunek jak grupa kondensatorów kondensatory.
Równoległe połączenie kondensatorów
na ryc. 1 pokazuje równoległe połączenie kilku kondensatorów. W tym przypadku napięcia przyłożone do poszczególnych kondensatorów są takie same: U1 = U2 = U3 = U. Ładunki na okładkach poszczególnych kondensatorów: Q1 = C1U, B2 = C2U, B3 = C3U oraz ładunek otrzymany z źródło Q = Q1 + Q2 + Q3.
Ryż. 1. Schemat połączenia równoległego kondensatorów
Całkowita pojemność równoważnego (równoważnego) kondensatora:
do = Q / U = (Q1 + Q2 + Q3) / U = C1 + C2 + C3,
to znaczy, gdy kondensatory są połączone równolegle, całkowita pojemność jest równa sumie pojemności poszczególnych kondensatorów.
Połączenie szeregowe kondensatorów
Gdy kondensatory są połączone szeregowo (rys. 3) na okładkach poszczególnych kondensatorów, ładunki elektryczne są równe co do wielkości: Q1= Q2= Q3 = B
W rzeczywistości ze źródła zasilania ładunki docierają tylko do zewnętrznych płyt obwodu kondensatora, a na połączonych ze sobą wewnętrznych płytach sąsiednich kondensatorów następuje tylko przeniesienie tego samego ładunku z jednej płyty na drugą (obserwowana jest indukcja elektrostatyczna), zatem równe i różne ładunki elektryczne.
Ryż. 3. Schemat szeregowego połączenia kondensatorów
Napięcia między okładkami poszczególnych kondensatorów, gdy są one połączone szeregowo, zależą od pojemności poszczególnych kondensatorów: U1 = Q/C1, U1 = Q/C2, U1 = Q/C3 oraz od sumarycznego napięcia U = U1 + U2 + U3
Całkowita pojemność równoważnego (równoważnego) kondensatora C = Q / U = Q / (U1 + U2 + U3), gdy kondensatory są połączone szeregowo, odwrotność całkowitej pojemności jest równa sumie odwrotności wartości pojemności poszczególnych kondensatorów.
Równoważne wzory na pojemność są podobne do równoważnych wzorów na przewodnictwo.
Przykład 1… Trzy kondensatory, których pojemność C1 = 20 mikrofaradów, C2 = 25 mikrofaradów i C3 = 30 mikrofaradów są połączone szeregowo, należy wyznaczyć całkowitą pojemność.
Całkowitą pojemność wyraża wyrażenie 1 / C = 1 / C1 + 1 / C2 + 1 / C3 = 1/20 + 1/25 + 1/30 = 37/300, skąd C = 8,11 μF.
Przykład 2. 100 kondensatorów o pojemności 2 mikrofaradów jest połączonych równolegle.Określ pojemność całkowitą. Całkowita pojemność wynosi C = 100 CK = 200 mikrofaradów.