4.2.2 KAPACITIVNOST VEZAV KONDENZATORJEV

KAZALO

    

 

 

4.2.2.2 Zaporedna vezava kondenzatorjev

    

Poskus 4.2.2.2.1:

HITRE POVEZAVE

Zaporedna vezava kondenzatorjev

Sestavljena vezava kondenzatorjev

 

SLIKA

Slika 4.2.2.2.1: Zaporedna vezava kondenzatorjev

 

ANIMACIJA

Animacija 4.2.2.2.1: Zaporedna vezava kondenzatorjev
 

ANIMACIJA

Animacija 4.2.2.2.2: Sestavljena vezava kondenzatorjev 1
 

ANIMACIJA

Animacija 4.2.2.2.3: Sestavljena vezava kondenzatorjev 2
 

ANIMACIJA

Animacija 4.2.2.2.4:  Računski primer - sestavljena vezava kondenzatorjev

 
       

 
►  

Zaporedna vezava kondenzatorjev sprejme manj elektrine kot en kondenzator ali kondenzator z najmanjšo kapacitivnostjo.

►  

Kapacitivnost zaporedne vezave kondenzatorjev je manjša od najmanjše kapacitivnosti kondenzatorjev.

  

 
     
 

Tudi ta ugotovitev je logična, saj zaporedno povezovanje kondenzatorjev pomeni povečevanje medsebojne razdalje plošč kondenzatorja (slika 4.2.2.2.1). Čeprav ugotovitev poskusa 4.2.2.2.1 pove veliko, ni dovolj natančna, zato si do splošnih zakonitosti pomagajmo s premislekom, matematiko in sliko 4.2.2.2.1.

 
     
 

Napetost izvora povzroči naelektritev oblog kondenzatorjev C1 in C3, ki sta priključeni neposredno na sponki izvora z enakima elektrinama, influenčni učinek pa poskrbi za enake elektrine tudi na drugih dveh ploščah C1 in C3, kakor tudi na ploščah C2.

 
     
 
►  

Pri zaporedni vezavi kondenzatorjev so vsi kondenzatorji, ne glede na kapacitivnost, naelektreni z enako elektrino.

     
  Napetosti na posameznem kondenzatorju so potem (enačba 4.2.1):  
     
 
U1 = 
Q

C1
 ,      U1
 = 
Q

C2
 in      U1
=
Q

C3
  
     
  Na osnovi enačbe napetosti vezave na sliki 4.2.2.2.1 lahko zapišemo:  
     
 
U = U1 + U2 + U3 = 
Q

C1
 + 
Q

C2
 + 
Q

C3
  
     
 
U =  Q
1

C1
 + 
1

C2
 + 
1

C3
 I : Q  
     
 
U

Q
  = 
1

C1
  + 
1

C2
  + 
1

C3
  
     
 
1

CN
  = 
1

C1
  + 
1

C2
  + 
1

C3
(F-1)
   

Enačba 4.2.2.2.1

  
C1(F);  C2(F);  C3(F)  
     
 
►  

Obratna vrednost kapacitivnosti zaporedno vezanih kondenzatorjev je enaka vsoti obratnih vrednosti kapacitivnosti posameznih kondenzatorjev.

     
  Pri zaporedno vezanih kondenzatorjih enakih kapacitivnosti velja:  
     
 
1

CN
 = 
1

C
 + 
1

C
 + 
1

C
 +  . . .
 = 
n · 
1

C
 ali  
     
 
CN
 =  
C

n
(F)
  Enačba 4.2.2.2.2
n = štev. zaporednih kondenzatorjev;  C(F)  
     
 
►  

Kapacitivnost zaporedne vezave kondenzatorjev enakih kapacitivnosti je enaka kvocientu kapacitivnosti enega kondenzatorja s številom kondenzatorjev.

     
  Primerjajmo napetosti na posameznih kondenzatorjih:  
     
 
U1

U2
  = 
Q

C1
Q

C2
  = 
C2

C1
  
     
 
U1

U2
 =  
C2

C1
 
 
     
 
►  

Zaporedna vezava kondenzatorjev razdeli napetost izvora v obratnem sorazmerju s kapacitivnostjo kondenzatorjev.

     
 

Prav gotovo smo ugotovili, da so zakonitosti, ki veljajo za kapacitivnost vezave kondenzatorjev, analogne zakonitostim, ki veljajo za prevodnost vezave uporov.

  
     
 

Na splošno uporabljamo vzporedno, zaporedno ali tudi sestavljeno vezavo kondenzatorjev kot nadomestni kondenzator s kapacitivnostjo, ki z enim kondenzatorjem ni dosegljiva.

  
     

Sestavljene vezave kondenzatorjev so v praksi redkejše, zato jih posebej ne bomo obravnavali. Z računanjem kapacitivnosti sestavljene vezave pa ne bi smelo biti težav, saj ob upoštevanju enačb za vzporedno in zaporedno vezavo kondenzatorjev temelji na analogiji računanja upornosti sestavljene vezave uporov.

  
     
 

Zaporedno vezavo kondenzatorjev uporabljamo tudi kot delilnik napetosti, še posebej, kadar zaradi visokih napetosti v električnem tokokrogu obstaja nevarnost preboja enega samega kondenzatorja.

 
     

Primer 4.2.2.2.1:
       

Primer 4.2.2.2.2:

  
       

Primer 4.2.2.2.3:

  
       

Primer 4.2.2.2.4: