Zaporedna vezava
kondenzatorjev. V verigi naj so le trije kondenzatorji; točke
spojišč označimo z A, B, C in D (slika
7).
Ko med krajni točki
A in D priključimo vir napetosti U, izvrši ta
prerazporeditev nabojev na ploščah. Le kako!? V kratkem času
elektrenja potisne vir od skrajno spodnje k skrajno zgornji plošči
naboj Q; na krajnih ploščah verige se pojavita naelektritvi
±Q. In kaj se je med
tem dogajalo na vmesnih ploščah? Plošči ob točki B sta eno,
plošči ob točki C pa drugo nevtralno telo; za nevtralno telo
pa že vemo, da se ob njegovi površini influira naboj, če se znajde v
polju. Hkrati z elektritvijo krajnih dveh plošč verige in jačanjem
električnega polja naboja teh plošč se dogaja tudi influenca v
nevtralnih telesih, in sicer tako, da se prosti elektroni pomikajo k
zgornjim ploščam; ti postajata vse bolj negativno, spodnji pa zato
vse bolj pozitivno naelektreni. Proces influiranja je zaključen, ko
sprejmeta spodnji plošči prvega in drugega kondenzatorja elektrino
-Q, zgornji plošči
drugega in tretjega pa pridobita nasprotno naelektritev Q.
Zakaj ravno toliko? Šele takrat, ko bosta plošči vsakega
kondenzatorja imeli ravno naboja ±Q,
bo električno polje zunaj vseh kondenzatorjev enako nič, in ne bo
več razloga, ki bi narekoval kakršnokoli dodatno influenco. Kaj je
sklep? Po zaključenem elektrenju bodo naelektritve vseh
kondenzatorjev enake, njihove napetosti pa bodo takrat: U1
= Q / C1,
U2 = Q
/ C2, U3
= Q / C3.
Razmerja med napetostmi bodo enaka razmerjem med recipročnimi
vrednostmi kapacitivnosti:
Vir spet »ne ve«,
koliko kondenzatorjev je zares v verigi. Preselil je naboj Q,
ki je tolikšen, kot če bi verigo nadomeščal ekvivalentni
kondenzator, katerega kapacitivnost bi bila enaka nadomestni
kapacitivnosti verige, Cnad.
= Q / U;
torej:
Od tu sledi formula:
recipročna vrednost nadomestne kapacitivnosti več (n)
zaporedno vezanih kondenzatorjev je enaka vsoti recipročnih
vrednosti vseh kapacitivnosti kondenzatorjev v verigi,
Zgled 4.
V zanko povežimo kondenzatorje kapacitivnosti: C1
=
2 mF,
C2
=
3 mF
in C3
=
6 mF
ter vir neznane napetosti Ux. Merilnik napetosti,
volt-meter (V-m), izmeri na prvem kondenzatorju napetost 24 V.
Določimo napetosti, naboje na kondenzatorjih in potenciale, če je
spojišče D na potencialu nič voltov!
Þ
Napetost prvega kondenzatorja že poznamo: U1
=
24 V. Naboj prvega in naboji vseh ostalih bodo enaki: Q
=
24 V×2
mF
=
48 mC.
Od tu sledita napetosti: U2
=
(48/3) V =
16 V in U3
=
(48/6) V =
8 V. Napetost vira je enaka vsoti delnih napetosti, Ux
=
48 V in nadomestna kapacitivnost je Q / Ux
=
1 mF.
Preverimo slednje še s formulo:
Potencial spojišča C je 8 V,
spojišča B 24 V in spojišča A 48 V.
Kondenzator z večslojno izolacijo. Soroden primer zasledimo v
ploščnem kondenzatorju z večslojno izolacijo; naj ima ta tri plasti
(slika 8).
Vektor gostote
pretoka določa naboja ±Q.
Električni pretok je skozi vse tri izolante isti, poljske jakosti v
njih pa so v splošnem različne:
Celotna napetost je
enaka vsoti delnih napetosti, kar dá pričakovan rezultat:
|