1. Strona główna
    2. /
  2. Fizyka
    3. /
  3. Połączenie szeregowe kondensatorów

Połączenie szeregowe kondensatorów

Na rysunku przedstawiono układ n kondensatorów połączonych szeregowo.


W przypadku takiego połączenia kondensatorów, zgromadzony na nich ładunek elektryczny jest jednakowy i wynosi q, natomiast suma napięć (U) na poszczególnych kondensatorach jest równa napięciu źródła, czyli w tym przypadku napięciu pomiędzy punktami A i B.

Uwzględniając powyższe można więc napisać;

U= \sum_{i=1}^{n} U _{i}
 Ponieważ pojemność elektryczna jest równa C= \frac{q}{U} , to napięcie można wyrazić następująco U= \frac{q}{C} , więc:

\frac{q}{C} = \sum_{i=1}^{n} \frac{q}{C _{i} }
 
Dzieląc ostatnie równanie przez wartość ładunku otrzymamy wzór na pojemność zastępczą układu n kondensatorów połączonych szeregowo:

\frac{1}{C} = \sum_{i=1}^{n} \frac{1}{C _{i} }  

Widać, że aby znaleźć odwrotność pojemności zastępczej, należy zsumować odwrotności pojemności poszczególnych kondensatorów.

Połączenie szeregowe - przykład.

Jaka jest pojemność zastępcza układu dwóch kondensatorów o jednakowych wymiarach geometrycznych połączonych szeregowo, jeżeli pola powierzchni ich okładek wynoszą 0,01m2, odległość pomiędzy okładkami jest równa 0,001m? Ile będzie wynosiła ta pojemność, jeżeli pomiędzy okładki tych kondensatorów włożymy substancję o stałej dielektrycznej równej 3?

Dane:                                        Szukane:
S = 0,01m2                                    C = ?
d = 0,001m                                    C’ = ?
ε = 3
ε0 = 8,85•10-12F/m

Rozwiązanie:
Odwrotność pojemności zastępczej w sytuacji z przykładu wynosi:

\frac{1}{C} = \frac{1}{C _{1} } + \frac{1}{C _{2} }

Ponieważ kondensatory są jednakowe, to C1 = C2, więc:

\frac{1}{C} = \frac{2}{C _{1} } \Rightarrow C= \frac{C _{1} }{2}

Pojemność pojedynczego kondensatora jest równa:

C _{1} = \frac{ \epsilon _{0}S }{d}  , więc:

C = \frac{ \epsilon _{0}S }{2d} = \frac{8,85 \cdot 10 ^{-12} \frac{F}{m} \cdot 0,01m ^{2} }{2 \cdot 0,001m} =44,25pF
 
Wprowadzenie substancji dielektrycznej o stałej ε = 3, spowoduje trzykrotny wzrost pojemności, więc:

C’ = 3C = 132,75 pF

Polecamy również:

  • Połączenie równoległe kondensatorów

    W przypadku tego połączenia napięcie na każdy z kondensatorów jest jednakowe i jest równe napięciu pomiędzy punktami A i B. Ładunek elektryczny zgromadzony w całym układzie kondensatorów jest równy sumie ładunków na poszczególnych elementach układu, więc: Więcej »

Zobacz również

Losowe zadania

Komentarze (0)
Wynik działania 3 + 5 =
Ostatnio komentowane
Teogonia
.
• 2024-09-05 17:12:32
Wojna chłopska w Niemczech (1524-1526)
Dodajmy, że było to również ostatnie powstanie wendyjskie (słowiańskie) na terenie N...
• 2024-09-04 21:32:33
Idiota – streszczenie
DZIĘKUJĘ
• 2024-07-31 13:21:34
Najazdy barbarzyńców na Rzym
I cóż miał rację Marek Aureliusz który chciał podbić Germanię uderzeniem przez Mor...
• 2024-07-06 19:45:33
Ampere
O tym, że zmienne w czasie pole elektryczne jest źródłem pola magnetycznego, napisał ...
• 2024-06-27 07:25:33