Емкость – соединение конденсаторов

Электрическая емкость конденсатора:

C=q/U (к/в),

где q – заряд на обкладках конденсатора, к;

U – напряжение на обкладках, в.

Кулон на вольт называется фарадой.

1 ф=10⁶ мкф; 1 мкф=10⁶ пф (мкмкф); 1 пф=0,9 см.

Емкость плоского конденсатора:

C=(0,88ɛˏS)/a,

где С – емкость, пф;

S – площадь обкладок конденсатора, см²;

ɛˏ – относительная диэлектрическая проницаемость диэлектрика, находящегося между обкладками конденсатора;

а – расстояние между обкладками, мм.

Емкость плоского конденсатора, состоящего из n параллельно соединенных обкладок:

C=(0,88ɛˏS(n-1))/a.

Последовательное соединение конденсаторов (рис. 1).

Общее напряжение равно сумме напряжений на отдельных конденсаторах:

U=U₁+U₂+U₃.

Напряжение на конденсаторах обратно пропорциональны их емкостя:

U₁:U₂:U₃=(1/С₁):(1/С₂):(1/С₃).

Такое распределение напряжений наблюдалось бы только при отсутствии проводимости у конденсаторов. Если же сопротивления между обкладками (сопротивления утечки) конечны по величине, то напряжения постоянного тока на конденсаторах будут пропорциональны их сопротивлениям утечки. Поэтому при последовательном включении конденсаторов их шунтируют внешними сопротивлениями, чтобы напряжения на них определялись величинами этих сопротивлений, а не случайными значениями сопротивлений утечки.

Общая емкость определяется по формуле:

1/С = (1/С₁) + (1/С₂) + (1/С₃)

и будет меньше емкости наименьшего конденсатора данной цепи.

Формулы для расчета последовательного соединения двух конденсаторов в табл. 1:

Последовательное соединение двух конденсаторов

Общую емкость двух последовательно соедененных конденсаторов можно определить и по номограмме (рис. 2), но вместо R₁ и R₂ необходимо брать С₁ и С₂ в одинаковых единицах (мкф, пф и т.д.).

Рис. 2. Номограмма для определения общего сопротивления двух параллельно соединенных сопротивлений.

При последовательном соединении n конденсаторов одинаковой емкости С₁ общая емкость

С= С₁/n.

Параллельное соединение конденсаторов (рис. 3).

Напряжения на каждом конденсаторе одинаковы и равны U.

Общая емкость С равна сумме емкостей параллельно соединенных конденсаторов:

С=С₁+С₂+С₃.

При параллельном соединении n конденсаторов одинаковой емкости С₁ общая емкость:

С= С₁n.