Πυκνωτές σε εξίσωση σειράς

Ένας πυκνωτής είναι μια συσκευή που αποθηκεύει την ενέργεια στο ηλεκτρικό πεδίο με τη μορφή ηλεκτρικής ενέργειας. Διαθέτει δύο τερματικά. Οι πυκνωτές διαχωρίζονται στο κύκλωμα από ένα διηλεκτρικό υλικό. Μια αντίσταση διαχέει την ενέργεια, αλλά ο πυκνωτής όχι. Αντίθετα, αποθηκεύει την ενέργεια σε ηλεκτρική ενέργεια σε ένα ηλεκτρικό πεδίο. Εάν το μέγεθος της πλάκας αυξηθεί, η ροή των ηλεκτρονίων αυξάνεται, αυξάνοντας τελικά την χωρητικότητα του κυκλώματος. Ας μάθουμε για τον πυκνωτή και τον συνδυασμό σειράς που χρησιμοποιείται στο κύκλωμα χωρητικότητας.

Τι είναι ένας πυκνωτής;

Ένας πυκνωτής είναι μια συσκευή που αποθηκεύει την ενέργεια στο ηλεκτρικό πεδίο με τη μορφή ηλεκτρικής ενέργειας. Διαθέτει δύο τερματικά. Η χωρητικότητα ενός πυκνωτή ορίζεται ως η επίδραση του πυκνωτή μεταξύ των δύο ακροδεκτών.

Διάταξη του πυκνωτή σε συνδυασμό σε σειρά

Οι πυκνωτές διατάσσονται σε διαφορετικούς συνδυασμούς ανάλογα με την ανάγκη για ηλεκτρικό πεδίο. Οι συνδυασμοί που χρησιμοποιούνται είναι συνδυασμοί παράλληλων και σειρών. Όταν συνδεθεί στη σειρά, ο πυκνωτής συνδυασμένος, η συνολική χωρητικότητα θα είναι μικρότερη από την ανεξάρτητη χωρητικότητα, επειδή η αντίσταση στον συνδυασμό σειράς είναι μεγαλύτερη.

Η χωρητικότητα εξαρτάται από το συνδυασμό της χωρητικότητας.

Εάν οι τρεις πυκνωτές είναι συνδεδεμένοι σε σειρά, το συνολικό αποτέλεσμα θα είναι ίσο με τον απλό πυκνωτή. Θα έχουν το άθροισμα των αποστάσεων μεταξύ των πλακών των μεμονωμένων πυκνωτών. Αυτό είναι το χαρακτηριστικό του συνδυασμού σειράς.

Εάν η απόσταση μεταξύ των πυκνωτών αυξηθεί, τότε η χωρητικότητα θα μειωθεί, ενώ αν μειωθεί, η χωρητικότητα θα αυξηθεί.

Εξίσωση της χωρητικότητας στο συνδυασμό σειράς

Σε συνδυασμό σε σειρά, οι πυκνωτές συνδέονται σε ευθεία γραμμή διατηρώντας ένα κενό μεταξύ τους. Σε έναν συνδυασμό σειράς, η χωρητικότητα του απλού πυκνωτή είναι μεγαλύτερη από τη χωρητικότητα ολόκληρου του κυκλώματος. Ο τύπος για την εύρεση της χωρητικότητας του συνδυασμού σειράς είναι ο ίδιος με αυτόν του παράλληλου συνδυασμού αντίστασης. Μόνο που πρέπει να αντικαταστήσουμε τις αντιστάσεις με τους πυκνωτές και πρέπει να πάρουμε το αντίστροφο του τύπου παράλληλου συνδυασμού. Η εξίσωση είναι η εξής,

Η εξίσωση για τους πυκνωτές συνδέεται σε συνδυασμό σε σειρά

Η εξίσωση για τους πυκνωτές του συνδυασμού σειράς είναι ίση με το άθροισμα των αντίστροφων κάθε πυκνωτή που συνδέεται στη σειρά. Αυτός είναι ο ίδιος με τον τύπο για τον παράλληλο συνδυασμό των αντιστάσεων.

Σε αυτόν τον τύπο κυκλώματος, τα ηλεκτρόνια που εκφορτίζονται από τον πυθμένα θα είναι ίσα με τα ηλεκτρόνια που εκφορτίζονται από την κορυφή. Έτσι, μπορούμε να πούμε ότι η χωρητικότητα του κυκλώματος αυξάνεται. Αυτό οφείλεται στη διαθεσιμότητα ενός μόνο τρόπου για τη ροή των ηλεκτρονίων σε συνδυασμό σε σειρά.

Σε αυτό το κύκλωμα συνδυασμού σειράς, η απόσταση μεταξύ των πυκνωτών είναι πολύ μεγαλύτερη καθώς προστίθεται ο χώρος μεταξύ των πλακών στη μέση των δύο πυκνωτών. Η εξίσωση για τους πυκνωτές σε σειρά είναι η εξής,

Παραγωγή εξίσωσης πυκνωτών σε συνδυασμό σε σειρά

Ας πάρουμε τους 3 πυκνωτές, C1, C2 και C3.

Η σχέση μεταξύ της χωρητικότητας και του φορτίου και της τάσης στο συνδυασμό των πυκνωτών id δίνεται από,

Πρόβλημα τάσης στους πυκνωτές σειράς

Ο συνδυασμός σειρών των πυκνωτών χρησιμοποιείται μερικές φορές για την αύξηση της τάσης. Σε έναν τέτοιο συνδυασμό, η τάση δεν διαιρείται εξίσου. Μπορεί να συμβεί διαρροή στο ρεύμα, η οποία θα οδηγήσει σε αύξηση της τάσης στο κύκλωμα. Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε κατάσταση υπέρτασης με αποτέλεσμα την καταστροφή ενός ή περισσότερων πυκνωτών σε ένα κύκλωμα.

Συμπέρασμα

Έτσι, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι όταν συνδεθεί στη σειρά, η συνολική χωρητικότητα θα είναι μικρότερη από την ανεξάρτητη χωρητικότητα. Η εξίσωση για τους πυκνωτές στο συνδυασμό σειράς ισούται με το άθροισμα των αντίστροφων κάθε πυκνωτή που είναι συνδεδεμένος στη σειρά. Εάν η απόσταση μεταξύ των πυκνωτών αυξηθεί, τότε η χωρητικότητα θα μειωθεί, ενώ εάν μειωθεί, η χωρητικότητα θα αυξηθεί. Το ρεύμα είναι σταθερό σε συνδυασμό σειράς.