Łączenie kondensatorów: wspólne napięcie czy wspólny ładunek?
Wzory na kondensatory wyglądają odwrotnie niż wzory na oporniki. Zamiast uczyć się ich przez porównanie nazw, ustalmy, co wynika z połączeń: wspólne napięcie czy równe wartości rozdzielonych ładunków.
W tym materiale
Wzory na kondensatory wyglądają odwrotnie niż wzory na oporniki. Zamiast uczyć się ich przez porównanie nazw, ustalmy, co wynika z połączeń: wspólne napięcie czy równe wartości rozdzielonych ładunków.
Potrzebne wiadomości: Pojemność, energia kondensatora i bilans ładunku.
Równolegle
Kondensatory przyłączone do tych samych dwóch węzłów mają to samo napięcie. Ich ładunki sumują się: Q=(C_1+C_2)U, więc C_z=C_1+C_2. Większa pojemność przechowuje więcej ładunku przy tym samym napięciu.
Szeregowo
Dla początkowo obojętnego, odizolowanego węzła między dwoma kondensatorami ładunki na połączonych okładkach są przeciwne i równe co do wartości. Napięcia dodają się, więc 1/C_z=1/C_1+1/C_2. Mniejsza pojemność ma większe napięcie. Założenie o ładunku węzła jest ważne; wstępnie naładowany węzeł wymaga pełnego bilansu.
Przykład z wyrównywaniem napięć
Naładowany kondensator 1 µF przy 4 V łączymy równolegle z takim samym nienaładowanym. Po ustaleniu równowagi mają wspólne 2 V. Energia początkowa wynosi 8 µJ, a końcowa 4 µJ. Zachowanie ładunku nie wymusiło zachowania samej energii pola kondensatorów.
Rzeczywisty proces wyrównania obejmuje prąd, opór, indukcyjność przewodów i możliwe promieniowanie. Nie twierdzimy, że brakujące 4 µJ zniknęły. Idealne połączenie bez żadnego mechanizmu tłumienia nie gwarantuje dojścia do takiego stanu ustalonego. Przykłady opisują bilanse teoretyczne, nie instrukcję zwierania naładowanych elementów.
Zadania do tego tematu
- Dwa kondensatory szeregowe dzielą napięcie nierówno
- Równoległe połączenie i kontrola sumy energii
- Połączenie mieszane z kondensatorem i gałęzią równoległą
- Wyrównanie napięcia dwóch kondensatorów nie zachowuje samej energii pola
Komentarze (0)
Nie ma jeszcze opublikowanych komentarzy. Rozpocznij rozmowę o tym materiale.
RSS komentarzy · Powiadomienia e-mail
Dodaj komentarz
Możesz komentować jako gość lub zalogować się, aby użyć danych konta. Utwórz konto