Конденсаторы и их соединения: Параллельное и последовательное соединение конденсаторов.

Важно! Конденсаторы способны накапливать и длительно удерживать заряд. При работе с ёмкостями, заряженными от сети 220 В, их всегда следует разряжать сопротивлением в 100-1000 ом. Несоблюдение правила однажды приведёт к неприятному удару током.

Конденсатор определённо пропустит переменный ток, но не факт, что весь. Количество носителей заряда, которые смогут пройти через этот электронный прибор, зависит от ёмкости конденсатора, приложенного к нему напряжения и частоты смены направления зарядов. Математически это выражается так:

I = 2pfCU.

Здесь I – это электрический ток с частотой f, проходящий через конденсатор ёмкостью C, если к его обкладкам приложить напряжение U. 2 – просто число, а p = 3.14.

Такая способность конденсаторов ограничивать переменный ток широко применяется в аудиотехнике для построения различных звуковых фильтров. Изменяя ёмкость, можно влиять на частоту сигнала, ко

§ 12.12 Электрическая ёмкость. Конденсаторы. Соединение конденсаторов

Сообщённый проводнику заряд q распределяется по его поверхности так, что напряжённость поля внутри проводника равна нулю. Если проводнику сообщить такой же заряд q, то он распределится по поверхности проводника. Отсюда вытекает, что потенциал проводника пропорционален находящемуся на нём заряду:

q = Cφ (12.49)

Коэффициент пропорциональности С называют электроёмкостью:

(12.50)

Электроёмкость проводника или системы проводников – физическая величина, характеризующая способность проводника или системы проводников накапливать электрические заряды.

Для примера рассчитаем электроёмкость уединённого проводника, имеющего форму сферы. Используя соотношение между потенциалом и напряжённостью электростатического поля, запишем

(12.51)

R – радиус сферы.

При вычислении полагаем, что φ_∞=0. Получаем, что электроёмкость уединённой сферы равна

(12.52)

Из соотношения видно, что электроёмкость зависит как от геометрии проводника, так и от относительной диэлектрической проницаемости среды.

Конденсаторы – это система из двух проводников, обкладок, разделённых диэлектриком, толщина которого мала по сравнению с размерами обкладок. Тогда электрическое поле, создаваемое зарядами на конденсаторе, будет практически целиком сосредоточено между его обкладками (рис.12.33). Электроёмкость определяется геометрией конденсатора и диэлектрическими свойствами среды, заполняющей пространство между обкладками.

По форме исполнения различают плоские, цилиндрические, сферические и слоистые конденсаторы.

(12.53)

(S – площадь обкладка конденсатора, d — расстояние между обкладками, ε — относительная диэлектрическая проницаемость среды, заполняющая пространство между обкладками).

(12.54)

(R₁ и R₂ – радиусы аксиальных цилиндров, ℓ- длина образующей цилиндров).

(12.55)

(R₂ и R₁ – радиусы сферы; ε — относительная диэлектрическая проницаемость среды, заполняющей пространство между сферами).

• Слоистые конденсаторы. Электроёмкость слоистого конденсатора, т.е. конденсатора, имеющего слоистый диэлектрик,

(12.56)

Для получения необходимой электроёмкости конденсаторы соединяют в батарею. Различают два соединения конденсаторов: параллельное и последовательное.

q = q₁+q₂+q₃, но так как q₁ = U_ABC₁; q₂ = U_ABC₂; q_n= U_ABC_n, то q= U_AB(C₁+ C₂+…+ C_n), откуда т.е.

С= C₁+ C₂+ C₃

При параллельном соединении конденсаторов электроёмкость батареи равна сумме электроёмкостей, включённых в неё:

(12.57)

q = q₁= q₂= q₃

напряжению между точками А и В

откуда

При последовательном соединении конденсаторов электроёмкость батареи

(12.58)

Соединение конденсаторов

Конденсаторы, как и резисторы, можно соединять последовательно и параллельно. Рассмотрим соединение конденсаторов: для чего применяются каждая из схем, и их итоговые характеристики.

Параллельное соединение конденсаторов

Эта схема – самая распространенная. В ней обкладки конденсаторов соединяются между собой, образуя эквивалентную емкость, равную сумме соединяемых емкостей.

При параллельном соединении электролитических конденсаторов необходимо, чтобы между собой соединялись выводы одной полярности.

Особенность такого соединения – одинаковое напряжение на всех соединяемых конденсаторах. Номинальное напряжение группы параллельно соединенных конденсаторов равно рабочему напряжению конденсатора группы, у которого оно минимально.

Токи через конденсаторы группы протекают разные: через конденсатор с большей емкостью потечет больший ток.

На практике параллельное соединение применяется для получения емкости нужной величины, когда она выходит за границы диапазона, выпускаемого промышленностью, или не укладываются в стандартный ряд емкостей. В системах регулирования коэффициента мощности (cos ϕ) изменение емкости происходит за счет автоматического подключения или отключения конденсаторов в параллель.

Последовательное соединение конденсаторов

При последовательном соединении обкладки конденсатором соединяются друг к другу, образуя цепочку. Крайние обкладки подключаются к источнику, а ток по всем конденсаторам группы потечет одинаковый.

Эквивалентная емкость последовательно соединенных конденсаторов ограничена самой маленькой емкостью в группе. Объясняется это тем, что как только она полностью зарядится, ток прекратится. Подсчитать общую емкость двух последовательно соединенных конденсаторов можно по формуле

а трех –

Но применение последовательного соединения для получения нестандартных номиналов емкостей не так распространено, как параллельного.

При последовательном соединении напряжение источника питания распределяется между конденсаторами группы. Это позволяет получить батарею конденсаторов, рассчитанную на большее напряжение, чем номинальное напряжение входящих в нее компонентов. Так из дешевых и небольших по размерам конденсаторов изготавливаются блоки, выдерживающие высокие напряжения.

Еще одна область применения последовательного соединения конденсаторов связана с перераспределением напряжений между ними. Если емкости одинаковы, напряжение делится пополам, если нет – на конденсаторе большей емкости напряжение получается большим. Устройство, работающее на этом принципе, называют емкостным делителем напряжения.

Смешанное соединение конденсаторов

Такие схемы существуют, но в устройствах специального назначения, требующие высокой точности получения величины емкости, а также для их точной настройки.

Оцените качество статьи:

Параллельное и последовательное соединение конденсаторов

В предыдущих статьях были рассмотрены вопросы работы и характеристики конденсаторов. Сейчас Я расскажу о всех методах соединения конденсаторов для подключения в схему. Сразу скажу, что в жизни практически везде, за исключением редких случаев используется только параллельная схема подключения.

Следует знать, что в цепи переменного тока конденсатор выступает еще как емкостное сопротивление. При чем с увеличением величины емкости конденсатора- уменьшается сопротивление в цепи переменного тока.

Параллельное соединение конденсаторов

При параллельной схеме подключения все обкладки конденсаторов соединяются в две группы, причем один вывод с каждого конденсатора соединяется в одну группу с другими, а второй — в другую. Наглядный пример параллельного соединения и схема на картинке.
Все параллельно соединенные конденсаторы подключаются к одному источнику напряжения, поэтому существует на них две точки разности потенциалов или напряжения. На всех выводах конденсаторов будет абсолютно одинаковое напряжение.

При  подключении параллельно все конденсаторы вместе, образуют принципиально одну емкость, величина которой будет равняться сумме всех емкостей подключенных в цепи конденсаторов.При параллельном подключении через каждый из конденсаторов потечет разный ток, который будет зависеть от величины емкости каждого из них. Чем выше емкость, тем больший ток потечет через неё.

Параллельное соединение очень часто встречается в жизни. С его помощью можно из группы конденсаторов собрать любую необходимую емкость. Например, для запуска 3 фазного электродвигателя в однофазной сети 220 Вольт в результате расчетов Вы получили что необходима рабочая емкость 125 мкФ. Такой емкости конденсаторов Вы не найдете в продаже. Для того, что бы получить необходимую емкость придется купить и соединить параллельно 3 конденсатора один на 100 мкФ, второй- на 20, и третий на 5 мкФ.

Соединение конденсаторов последовательно

При последовательном соединении конденсаторов каждая из обкладок соединяется только в одной точке с одной обкладкой другого кон­денсатора. Получается цепочка конденсаторов. Крайние два вывода подключаются к источнику тока, в результате чего происходит перераспределение между ними электрических зарядов. Заряды на всех промежуточных обкладках одинаковые величине с чередованием по знаку. 

Через все соединенные конденсаторы последовательно протекает одинаковой величины ток, потому что у него нет другого пути прохождения.
Общая же емкость будет ограничиваться площадью обкладок самого маленького по величине, потому что как только зарядится полностью конденсатор с самой маленькой емкостью- вся цепочка перестанет пропускать ток и заряд остальных прервется. Высчитывается же емкость по этой формуле:Но при последовательном соединении увеличивается расстояние (или изоляция) между обкладками до величины равной сумме расстояний между обкладками всех последовательно подключенных конденсаторов. Например, если взять два конденсатора с рабочим напряжением 200 Вольт и соединить последовательно, то изоляция между их обкладками сможет выдержать 1000 Вольт при подключении в схему.

Из выше сказанного можно сделать вывод, что последовательно соединять необходимо:

1. Для получения эквивалентного меньшего по емкости конденсатора.
2. Если необходима емкость, работающая на более высоких напряжениях.
3. Для создания емкостного делителя напряжения, который позволяет получить меньшей величины напряжение из более высокого.

Практически, для получения первого и второго достаточно просто купить один конденсатор с необходимой величиной емкости или рабочим напряжением. Поэтому данный метод соединения в жизни не встречается.

Смешанное соединение конденсаторов

Встречается смешанное соединение только на различных платах. Для него характерно наличие в одной цепи параллельного и последовательного соединения конденсаторов. При чем смешанное соединение может быть как последовательного, так параллельного характера.

В жизни подробные знания о смешанном соединении могут только пригодится радиолюбителям, поэтому не буду на этом подробно останавливаться.

Из следующей статьи Вы узнаете как правильно проверить и определить емкость конденсатора.

Схемы соединения конденсаторов

При проектировании и построении различных электрических цепей широко используются конденсаторы (емкости). В разрабатываемых схемах они могут соединяться как с другими электронными компонентами, так и между собой. Во втором случае такие соединения подразделяются на последовательные, параллельные, и последовательно-параллельные. Нужно еще отметить, что последовательно-параллельные соединения конденсаторов иначе называются смешанными.

Последовательное соединение конденсаторов

Это способ соединения конденсаторов ( электрических емкостей ) используется тогда, когда то напряжение, которое к ним подводится, выше чем то, на которое они рассчитаны. Используется оно в подавляющем большинстве случаев для того, чтобы избежать пробоев этих элементов устанавливаемых в электронных схемах.

Конденсаторы, соединенные между собой последовательно – это, по сути дела, цепочка. В ней вторая обкладка первого элемента соединяется с первой обкладкой второго; первая обкладка третьего – со второй второго и так далее.

Последовательное соединение конденсаторов

Напряжение на конденсаторах обратно пропорционально ёмкостям конденсаторов.

Наибольшее напряжение будет на конденсаторе с наименьшей ёмкостью.

Параллельное соединение конденсаторов

Этот способ соединения конденсаторов используется тогда, когда необходимо существенно увеличить их общую емкость. Суть такого наращивания состоит в том, что значительно возрастает общая площадь пластин по сравнению с той, которую имеет каждый конденсатор в отдельности. Что касается общей емкости всех конденсаторов, соединенных друг с другом параллельно, то она равняется сумме емкостей каждого из них.

Параллельное соединение конденсаторов

• Cобщ = C1 + C2 + C3
• Uобщ = U1 = U2 = U3
• qобщ = q1 + q2 + q3

Смешанное соединение конденсаторов

Как нетрудно догадаться из самого названия, этот тип соединения конденсаторов представляет собой ни что иное, как некую комбинацию описанных выше. То есть, смешанное соединение конденсаторов – это сочетание их соединения параллельного и последовательного.

На практике в большинстве случаев оно используется тогда, когда отдельные элементы по таким характеристикам, как емкость и рабочее напряжение, не соответствуют тем параметрам, которые нужны для функционирования электротехнической установки. Когда конденсаторы соединяются между собой именно по такой схеме, то в первую очередь определяются те эквивалентные емкости, которые имеют их параллельные группы, а затем та емкость, которую имеет соединение последовательное.

Смешанное соединение конденсаторов

C2;3 = C2 + C3

Конденсаторы | Electronics Club

Поляризованный (1 мкФ +) | Неполяризованный (<1 мкФ) | Реальные ценности | Вариатор и триммеры

См. Также: Емкость

Конденсаторы накапливают электрический заряд, и их емкость является мерой сколько заряда они могут держать. Емкость измеряется в фарадах, символ F, но 1F очень велик, поэтому эти префиксы (множители) используются для отображения меньших значений:

• µ (микро) означает 10 ^-6 (миллионная), поэтому 1000000 мкФ = 1F
• n (нано) означает 10 ^-9 (миллиардная), поэтому 1000 нФ = 1 мкФ
• p (пико) означает 10 ^-12 (миллионно-миллионная), поэтому 1000 пФ = 1 нФ

Конденсаторы используются с резисторами в схемах синхронизации потому что для заполнения конденсатора зарядом требуется время.Они привыкли плавное изменение подачи постоянного тока, действуя как резервуар заряда. Они также используются в цепях фильтров, поскольку конденсаторы легко пропускают переменный ток (изменяются). сигналы, но они блокируют сигналы постоянного тока (постоянные).

Существует много типов конденсаторов, но их можно разделить на две основные группы: поляризованные (обычно 1 мкФ и больше) и неполяризованный (обычно менее 1 мкФ). Каждая группа имеет свой собственный символ цепи.

Rapid Electronics: Конденсаторы

Поляризованные конденсаторы (1 мкФ +)

Поляризованные конденсаторы должны быть подключены правильно как показано их символом цепи справа.Маркировка на их корпусе идентифицирует выводы, а для конденсаторов радиального типа более длинным выводом является +. Поляризованные конденсаторы не повреждаются под воздействием тепла при пайке.

Конденсаторы электролитические

Это наиболее широко используемый тип поляризованного конденсатора, доступный в двух стилях: радиальный с обоими выводами на одном конце (10 мкФ на рисунке) и осевой с выводами на каждом конце (220 мкФ на рисунке). Радиальные конденсаторы, как правило, немного меньше и дешевле.

Электролитические конденсаторы достаточно велики, чтобы на них была четко указана их емкость и номинальное напряжение (см. Ниже) и полярность, поэтому их обычно легко идентифицировать. Всегда следите за подключением электролитических конденсаторов к правильный путь вокруг , потому что они могут взорваться при перевороте.

Номинальное напряжение

Электролитические конденсаторы имеют номинальное напряжение, которое может быть довольно низким, и его всегда следует проверять при выбор электролитического конденсатора. Если в списке деталей проекта не указано напряжение, выберите конденсатор с номинал, превышающий напряжение питания проекта.25 В — разумный минимум для большинства цепей батарей.

Rapid Electronics: электролитические конденсаторы

Танталовые конденсаторы с шариками

Танталовые конденсаторы с шариками поляризованы и имеют низкое напряжение, как и электролитические конденсаторы. Они дорогие, но очень маленькие и используются в особых случаях, когда важен их небольшой размер.

Современные танталовые конденсаторы напечатаны с указанием их емкости, напряжения и полярности. Более старые используют систему цветового кода, которая имеет две полосы (для двух цифр) и пятно. цвета для количества нулей, чтобы дать значение в мкФ.Используется стандартный цветовой код, но для пятна используется серый означает × 0,01 и белый означает × 0,1, так что значения меньше Может отображаться 10 мкФ. Третья цветная полоса рядом с выводами показывает напряжение (желтый 6,3 В, черный 10 В, зеленый 16V, синий 20V, серый 25V, белый 30V, розовый 35V). Положительный (+) вывод находится вправо, когда точка обращена к вам: «, когда точка в поле зрения, положительное значение находится справа ».

Например: синий, серый, белое пятно означает 6.8 мкФ

Rapid Electronics: Танталовые конденсаторы

Неполяризованные конденсаторы (<1 мкФ)

Конденсаторы малой емкости неполяризованы и могут быть подключены любым способом. Существуют различные типы, но керамика является наиболее доступной и подходит для большинства целей. Неполяризованные конденсаторы не повреждаются под воздействием тепла при пайке, за исключением одного необычного типа (полистирол). Они имеют высокое номинальное напряжение не менее 50 В, поэтому их можно игнорировать в большинстве проектов, подходящих для начинающих.

На многих конденсаторах малой емкости указано их значение, но без умножителя, поэтому вам необходимо используйте опыт, чтобы определить, каким должен быть множитель.

Например, 0,1 означает 0,1 мкФ = 100 нФ.

Иногда вместо десятичной точки используется множитель:

Например: 4n7 означает 4,7 нФ.

Номер конденсатора Код

Цифровой код часто используется на небольших конденсаторах, где печать затруднена:

• 1-е число является 1-й цифрой,
• 2-е число — 2-я цифра,
• 3-е число — это количество нулей для определения емкости в пФ.
• Не обращайте внимания на буквы — они просто указывают допуск и номинальное напряжение.

Например: 102 означает 1000 пФ = 1 нФ (не 102 пФ)

472J означает 4700 пФ = 4,7 нФ (J означает допуск 5%).

Rapid Electronics: керамические конденсаторы

Цветовой код конденсатора

Цветовой код использовался на полиэфирных конденсаторах в течение многих лет, сейчас он устарел, но все еще можно найти конденсаторы с цветовой кодировкой.

Цвета следует читать как код резистора, три верхних цвета полосы, дающие значение в пФ.Игнорируйте 4-й диапазон (допуск) и 5-й диапазон (номинальное напряжение).

Например:

коричневый, черный, оранжевый означает 10000 пФ = 10 нФ = 0,01 мкФ.

Обратите внимание, что между цветными полосами нет промежутков, поэтому две одинаковые полосы отображаются как широкая, например:

широкий красный, желтый означает 220 нФ = 0,22 мкФ.

Конденсаторы полистирольные

Конденсаторы из полистирола сейчас используются редко.Их значение в пФ обычно печатается без единиц измерения. Конденсаторы из полистирола могут быть повреждены нагреванием при пайке (он плавит полистирол), поэтому вам следует использовать радиатор, например зажим «крокодил». Прикрепите радиатор к проводу между конденсатором и соединением.

Реальные значения конденсаторов (серии E3 и E6)

Вы могли заметить, что конденсаторы доступны не со всеми возможными значениями, например 22 мкФ и 47 мкФ легко доступны, а 25 мкФ и 50 мкФ — нет.

Почему это? Представьте, что вы решили делать конденсаторы каждые 10 мкФ, что дает 10, 20, 30, 40, 50 и так далее. Кажется, это нормально, но что произойдет, когда вы достигнете 1000? Было бы бессмысленно делать 1000, 1010, 1020, 1030 и так далее, потому что для этих значений 10 разница очень мала, слишком мала, чтобы быть заметной в большинстве схем. и конденсаторы не могут быть изготовлены с такой точностью.

Для получения разумного диапазона значений конденсатора размер «шага» между значениями должен увеличиваться с увеличением значения.Стандартные номиналы конденсаторов основаны на этой идее, и они образуют серию, которая следует той же схеме для каждого числа, кратного десяти.

E3 серии

Серия E3 имеет 3 значения для каждого кратного десяти: 10, 22, 47, … затем продолжается 100, 220, 470, 1000, 2200, 4700, 10000 и т. д. Обратите внимание, как размер шага увеличивается по мере увеличения значения (значения каждый раз примерно удваиваются).

E6 серии

Серия E6 имеет 6 значений для каждого кратного десяти: 10, 15, 22, 33, 47, 68, … затем продолжается 100, 150, 220, 330, 470, 680, 1000 и т. д. Обратите внимание, что это серия E3 с дополнительным значением в промежутках.

Серия E3 наиболее часто используется для конденсаторов, потому что многие типы не могут быть изготовлены с очень точными значениями.

Книг по комплектующим:

Конденсаторы переменные

Переменные конденсаторы в основном используются в схемах радионастройки, и их иногда называют «настраивающими конденсаторами». У них очень маленькие значения емкости, обычно от 100 пФ до 500 пФ.Некоторые из них имеют встроенные триммеры (для выполнения небольших настроек — см. Ниже), а также основной переменный конденсатор. Обратите внимание, что у многих из них очень короткие шпиндели, которые не подходят для стандартных ручек, используемых для переменных резисторов.

Переменные конденсаторы обычно не используются в схемах синхронизации, потому что их емкость слишком мала для практического применения а диапазон доступных значений очень ограничен. Вместо этого в схемах синхронизации используются постоянный конденсатор и переменный резистор.

Rapid Electronics: конденсаторы переменной емкости

Подстроечные конденсаторы

— это миниатюрные конденсаторы переменной емкости.Они предназначены для установки непосредственно на печатную плату и регулируются только при построении схемы. Они являются конденсаторным эквивалентом пресетов. которые представляют собой миниатюрные переменные резисторы.

Для регулировки триммеров требуется небольшая отвертка или аналогичный инструмент. Процесс их настройки требует терпения, потому что наличие вашей руки и инструмент немного изменит емкость контура в районе триммера!

доступны только с очень малой емкостью, обычно меньше чем 100 пФ.Уменьшить их емкость до нуля невозможно, поэтому они обычно задаются их минимальным и максимальным значениями, например 2-10 пФ.

Политика конфиденциальности и файлы cookie

Этот сайт не собирает личную информацию. Если вы отправите электронное письмо, ваш адрес электронной почты и любая личная информация будет используется только для ответа на ваше сообщение, оно не будет передано никому. На этом веб-сайте отображается реклама, если вы нажмете на рекламодатель может знать, что вы пришли с этого сайта, и я могу быть вознагражден.Рекламодателям не передается никакая личная информация. Этот веб-сайт использует некоторые файлы cookie, которые классифицируются как «строго необходимые», они необходимы для работы веб-сайта и не могут быть отклонены, но они не содержат никакой личной информации. Этот веб-сайт использует службу Google AdSense, которая использует файлы cookie для показа рекламы на основе использования вами веб-сайтов. (включая этот), как объяснил Google. Чтобы узнать, как удалить файлы cookie и управлять ими в своем браузере, пожалуйста посетите AboutCookies.org.

клуб электроники.инфо © Джон Хьюс 2021

Веб-сайт размещен на Tsohost

Типы конденсаторов

Эта статья о различных типах конденсаторов. Любая часть электронной схемы, оборудования имеет внутри множество конденсаторов. Что касается выбора конденсатора для схемотехники электроники, у нас есть много вариантов. Есть несколько типов конденсаторов в зависимости от функциональности, электрических параметров, состава, размера и т. Д. Давайте поговорим о них.

Типы конденсаторов

бывают разных форм, размеров и электрических характеристик.Вы можете увидеть конденсатор того же типа в осевом, радиальном, а также поверхностном (SMD) типе. В зависимости от номинала конденсаторы делятся на две основные категории: конденсаторы постоянной емкости и конденсаторы переменной емкости. Эти типы могут быть дополнительно классифицированы на основе полярности и используемого диэлектрического материала.

Фиксированные конденсаторы

Многие типы конденсаторов постоянной емкости используются в электронике, а также в электрических цепях. Они разработаны с фиксированным значением емкости. Эти конденсаторы можно классифицировать по полярности.Поляризованный и неполяризованный конденсатор постоянной емкости можно дополнительно классифицировать по используемому диэлектрическому материалу. Обычно конденсаторы постоянной емкости называют в соответствии с используемым в них диэлектрическим материалом.

Керамический конденсатор

Они не поляризованы. Их значение колеблется от пФ до мкФ. Они доступны в широком диапазоне рабочих напряжений (от нескольких вольт до киловольт). Керамические конденсаторы делятся на две категории: дисковые конденсаторы и многослойные конденсаторы. Конденсаторы дискового типа имеют довольно простую конструкцию.У них есть небольшой керамический диск, покрытый серебром с обеих сторон, поэтому их также называют дисковыми конденсаторами . Этот диск и серебряное покрытие действуют как керамический электрод и электрод соответственно. Узел диска и серебряного электрода покрыт изолятором для защиты. Значение емкости дисковых конденсаторов находится в диапазоне от 0,5 до 1600 пФ. Диэлектрик также может иметь форму пластины для пластинчатого керамического конденсатора. Емкость этих конденсаторов находится в диапазоне от 1 пФ до 1 мкФ. напряжение пробоя находится в пределах от 500 В до 20 кВ.Многослойные керамические конденсаторы называются MLCC — Многослойный керамический конденсатор, используемый для достижения высокой емкости. Высокая диэлектрическая проницаемость увеличивает емкость керамических конденсаторов, сохраняя при этом небольшие физические размеры. Эти конденсаторы хорошо работают на высоких частотах. Это конденсаторы общего назначения, которые в основном используются для устранения шума (например, в схеме устранения дребезга микроконтроллера, с микросхемой MAX232, с кварцевым генератором). Поскольку керамические конденсаторы неполяризованы; их можно использовать как в цепях постоянного, так и переменного тока.

Пленочный конденсатор

Они также известны как пленочные конденсаторы или силовые пленочные конденсаторы. Пленочные конденсаторы изготавливаются из пластиковой (или бумажной, металлической) пленки, покрытой металлическими электродами, помещенных в обмотку с присоединенными выводами, а затем заключенных в кожух. Различные пленочные конденсаторы получили свое название на основе используемого диэлектрика. Конденсаторы с полиэфиром (майлар), полистиролом, поликарбонатом или тефлоном в качестве диэлектрического материала обычно называют пластиковым конденсатором.Емкость фольгового или металлизированного конденсатора составляет от 100 пФ до 100 мкФ, а емкость бумажного конденсатора находится в диапазоне от 1 нФ до 1 мкФ. У них более высокое рабочее напряжение, чем у керамических конденсаторов. Диапазон напряжения составляет от 200 до 1600 В для бумажных конденсаторов и от 50 до 600 В для пленочных конденсаторов фольгированного типа. Они широко используются в силовой электронике из-за их низкой стоимости и превосходных характеристик, таких как температурная стабильность, низкая самоиндукция и ESR. Пленочные конденсаторы не поляризованы, поэтому могут использоваться как в цепях переменного, так и постоянного тока.

Слюдяные конденсаторы

Эти конденсаторы имеют диэлектрический материал из слюды, покрытой тонким слоем серебра. Следовательно, эти конденсаторы также называют конденсаторами из серебряной слюды. Слюдяные конденсаторы доступны в диапазоне от нескольких пФ до тысячи пФ с номинальным напряжением от нескольких сотен вольт до тысячи вольт. Диэлектрик в слюдяном конденсаторе используется в виде стопки листов. Емкость слюдяных конденсаторов составляет от 10 пФ до 5000 пФ, а напряжение пробоя аналогично керамическим конденсаторам.Слюдяные конденсаторы обеспечивают высокую точность, надежность и стабильность. Они доступны в небольших номиналах и обычно используются на высоких частотах и ​​в ситуациях, когда требуются низкие потери и низкая замена конденсатора со временем.

Электролитический конденсатор

широко используются в электронных схемах из-за их низкой стоимости, высокой емкости и простоты доступности. Они выпускаются цилиндрической металлической формы с пластиковой внешней оболочкой.Эти типы конденсаторов используются в качестве фильтра пульсаций в источнике питания, как фильтр для обхода низкочастотных сигналов. Электролитические конденсаторы обычно измеряются в микрофарадах и редко в фарадах. Эти конденсаторы поляризованы, поэтому они в основном используются в цепях, где используются как сигналы переменного, так и постоянного тока.

Алюминиевый электролитический конденсатор

Алюминий используется в производстве алюминиевых электролитических конденсаторов. Эти конденсаторы доступны с емкостью от 1 мкФ до 47000 мкФ.Они имеют максимальное напряжение пробоя около 400 В. Они обладают высокой устойчивостью к пульсирующим токам, высокой утечкой, плохой переносимостью и сроком службы. Алюминиевые электролитические конденсаторы плохо работают на высоких частотах из-за ESR. Размер электролитических конденсаторов увеличивается с увеличением емкости. Эти конденсаторы широко используются в усилителях звука для уменьшения фонового шума. Алюминиевый электролитический конденсатор имеет одну специальную конструкцию наверху. Вы можете спросить, почему там такая маркировка? Что ж, эта маркировка относится к вашей защите.Представьте, что произойдет, если электролитический конденсатор будет подключен с неправильной полярностью? Подключение с обратной полярностью создает газ и увеличивает температуру в конденсаторе. Это необратимо повредит и может взорвать конденсатор. Благодаря конструкторам электронных компонентов, электролитические конденсаторы имеют тонкий корпус (маркировку) на верхней стороне, который ломается вверх и позволяет сбросить это давление газа и предотвращает взрыв конденсатора.

Танталовый электролитический конденсатор

Металлический тантал используется в производстве танталовых электролитических конденсаторов.Эти конденсаторы доступны с емкостью от 47 нФ до 330 мкФ. Обычно они имеют низкое рабочее напряжение от 1,5 В до 40 В. Танталовые электролитические конденсаторы обладают низкой способностью к пульсации тока, малой утечкой и высокой устойчивостью к обратному перенапряжению. У них плохая работа на высоких частотах. Высокая емкость при небольшом размере делает танталовый конденсатор первым выбором для разработчиков электронных схем для использования в сложных схемах, таких как материнская плата. Они также полезны в военных целях и в чрезвычайно стабильных усилителях звука.

Переменные конденсаторы

Они разработаны, чтобы иметь переменное значение емкости. В этом типе пространство между двумя пластинами регулируется для изменения емкости конденсатора. Конструкция настроечных конденсаторов состоит из двух важных механических движений: угла движения шпинделя и движений пластины. В переменном конденсаторе проводящие пластины в воздушном конденсаторе зацеплены (перекрещиваются). Статорные (неподвижные) пластины соединяются с подвижными пластинами посредством движения шпинделя.Емкость изменяется перемещением шпинделя (вращением вала), чтобы подвижные пластины зацеплялись с пластинами статора. Изменение емкости такой механической структурой может быть следующих типов — линейное (перемещение шпинделя ∝ емкость), логарифмическое (перемещение шпинделя ∝ изменение частоты в процентах), равномерное (перемещение шпинделя ∝ емкость и частота) и квадратичное (квадрат движения шпинделя). ∝ емкость). Переменные конденсаторы обычно используются в LC-цепях для настройки частоты в радиоприемниках, поэтому такие конденсаторы также называют конденсаторами настройки.

Воздушный конденсатор

Это простейшие переменные неполяризованные конденсаторы. Емкость воздушного конденсатора небольшая, от 100 пФ до 1 нФ. Воздушные конденсаторы используют воздух в качестве диэлектрика на двух проводящих пластинах. Рабочее напряжение воздушного конденсатора составляет от десятков до тысяч вольт. Напряжение пробоя воздуха как диэлектрика ниже, следовательно, происходит изменение электрического пробоя конденсатора. Это приводит к неправильной работе конденсатора.Следовательно, иногда между пластинами конденсатора создается вакуум, диэлектрическая проницаемость которого почти такая же, как у воздуха. Напряжение пробоя выше для вакуума, следовательно, меньше вероятность электрического пробоя. Иногда воздушный конденсатор также называют «конденсатором банды». Групповой конденсатор — это комбинация двух или более переменных конденсаторов, установленных на общем валу. Эта регулировка позволяет одновременно изменять емкость сгруппированных конденсаторов. Вы можете видеть на картинке, что у конденсатора много выходных выводов, эти выводы группируются (сгруппированы) регулировочным винтом для изменения емкости.Используется в радиосхемах AM и FM.

Подстроечный конденсатор

Подобно подстроечным резисторам, конденсаторы также имеют подстроечные или предварительно настроенные конденсаторы. Они неполяризованы. Подстроечные конденсаторы используются, когда нет необходимости снова изменять емкость после первоначальной настройки. Этот конденсатор имеет диэлектрик, расположенный между двумя параллельно расположенными токопроводящими пластинами. Как правило, емкость подстроечных резисторов изменяется путем изменения площади перекрытия пластин с помощью регулировочного винта.Триммеры используют лист диэлектрического материала, такого как слюда, майлар и т. Д. Максимальное значение триммера находится в пределах от нескольких пФ до примерно 200 пФ. Эти конденсаторы рассчитаны на работу с низкими и средними напряжениями и обладают высокой эффективностью. Для изменения емкости подстроечных конденсаторов рекомендуется использовать неметаллические инструменты, так как использование металла может повлиять на значение емкости.

Характеристики и технические характеристики конденсатора

Каждый тип конденсатора имеет свой набор спецификаций и характеристик.Следовательно, нужно быть осторожным при выборе конденсатора. Технические характеристики конденсатора можно увидеть из информации, напечатанной на его внешнем корпусе, а его характеристики можно понять, найдя подробную информацию о его составе и физической структуре. Давайте посмотрим, какие факторы необходимо учитывать при выборе конденсатора.
1. Эквивалентное последовательное сопротивление — Каждый металл имеет определенное сопротивление. Конденсатор имеет металлические выводы и крошечное сопротивление (около 0.01 Ом). Это сопротивление вместе с током через конденсатор создает тепло, т.е. потерю мощности.
2. Precision — Конденсаторы не имеют точной или точной емкости. Изменение значения емкости называется допуском конденсатора. Это значение зависит от типа и находится в диапазоне от ± 1% до ± 20% от фактического значения емкости конденсатора.
3. Номинальное напряжение — В зависимости от типа конденсаторы имеют максимальное номинальное напряжение, которое может подаваться на них. Это номинальное напряжение может варьироваться от 1 В до 100 В.
4. Размер — Размер конденсатора зависит от величины емкости и его физического размера. Чем выше значение емкости и номинальное напряжение, тем больше его размер.
5. Стабильность — Стабильность конденсатора определяет изменение значения емкости с температурой и временем.
6. Ток утечки — На практике через конденсатор протекает незначительное значение тока (в мА или нА). Эта утечка приводит к уменьшению запасенной энергии конденсатора, и он постепенно разряжает конденсатор.
7. Старение — Емкость конденсатора со временем уменьшается, это называется старением.
8. Применение — В зависимости от типа конденсаторы могут применяться по-разному. Например. схема фильтра, схема настройки, байпасный конденсатор и т. д.

Это все для этого поста. Думаю, теперь вы знакомы с различными типами конденсаторов и их значением. В следующем посте мы узнаем о цветовой кодировке конденсаторов. Спасибо за прочтение. Продолжайте посещать.

Hc Verma II для класса 12 Science Physics Chapter 31

Стр. № 163:

Ответ:

Дано:
Заряд на положительной плоскости = + Q ₁
Заряд на отрицательной пластине = — Q ₂

Для расчета: Заряд на конденсаторе

Пусть ABCD будет гауссовой поверхностью такие, что грани AD и BC лежат внутри пластин X и Y соответственно.
Пусть q будет зарядом, появляющимся на поверхности II. Тогда распределение зарядов на гранях I, III и IV будет в соответствии с рисунком.

Пусть площадь пластин равна A , а диэлектрическая проницаемость свободного пространства будет∈0.

Теперь, чтобы определить q в терминах Q ₁ и Q ₂ , нам нужно применить закон Гаусса для расчета электрического поля, создаваемого всеми четырьмя гранями конденсатора в точке P.Также мы знаем, что электрическое поле внутри конденсатора равно нулю.

Электрическое поле от грани I в точке P, E ₁ = Q1-q2∈0A
Электрическое поле от грани II в точке P, E ₂ = + q2∈0A
Электрическое поле из-за к грани III в точке P, E ₃ = -q2∈0A
Электрическое поле от грани IV в точке P, E ₄ = —Q2 + q2∈0A (Отрицательный знак используется как точка P лежит на левой стороне грани IV.)
Поскольку точка P находится внутри проводника,
E ₁ + E ₂ + E ₃ + E ₄ = 0

∴ Q ₁ — q + q — q — (- Q ₂ + q ) = 0
⇒ q = Q1 + Q22
Таким образом, заряд конденсатора равен Q1 + Q22, который является зарядом на гранях II и III.

Стр. № 163:

Ответ:

Нет. Поскольку емкость является константой пропорциональности, она не зависит ни от заряда на пластинах, ни от потенциала. Это зависит только от размера и формы конденсатора, а также от диэлектрика, используемого между пластинами.
Формула, которая показывает его зависимость от размера и формы конденсатора, выглядит следующим образом:
C = ∈0Ad
Здесь A — площадь пластин конденсатора, а d — расстояние между пластинами. пластины конденсатора.

Стр. № 163:

Ответ:

Потенциал металлической сферы прямо пропорционален передаваемому ей заряду q и обратно пропорционален ее радиусу r.
, т.е. V = q4π∈0r
Поскольку обе сферы являются проводниками с одинаковым радиусом и зарядом, данный им заряд появляется на поверхности равномерно. Таким образом, потенциал на поверхности или внутри сферы будет одинаковым, независимо от того, является ли сфера полой или твердой.

Стр. № 163:

Ответ:

Принято, что пластины конденсатора имеют одинаковые заряды. Другими словами, они имеют одинаковый потенциал, поэтому разность потенциалов между ними равна нулю.

Предположим, что заряд на грани II составляет q , так что индуцированный заряд на грани III составляет — q и распределение соответствует рисунку.
Теперь, если мы рассмотрим гауссову поверхность ABCD, грани которой лежат внутри двух пластин, и вычислим поле в точке P из-за всех четырех поверхностей, оно будет
E ₁ = Q-q2∈0A
E ₂ = q2∈0A
E ₃ = _q2∈0A
E ₄ = _ Q + q2∈0A (Это -ve, потому что точка P находится на левой стороне грани IV. )
Теперь, поскольку точка P лежит внутри проводника, полное поле должно быть равно нулю.
∴ E ₁ + E ₂ + E ₃ + E ₄ = 0
или
Q + q — q + Q + q = 0
∴ q = 0
Следовательно, на гранях II и III заряд равен нулю; а на гранях I и IV — Q .
Таким образом, кажется, что весь данный заряд перемещается к внешним поверхностям с нулевым зарядом на обращенных поверхностях.

Стр. № 163:

Ответ:

Нет. Этой информации недостаточно. Поскольку заряд пропорционален разности потенциалов на конденсаторе, нам необходимо знать разность потенциалов, приложенную к конденсатору.

q ∝ В ⇒ q = CV

Здесь q — это заряд, В — приложенная разность потенциалов и C — константа пропорциональности, т.е.е. емкость.

Стр. № 163:

Ответ:

Величину поляризации можно понять как степень идеального выравнивания молекул диэлектрика с внешним электрическим полем. Чем больше молекулы выровнены по отношению к внешнему магнитному полю, тем больше поляризация и тем выше будет диэлектрическая проницаемость.
Но с повышением температуры тепловое возбуждение молекул или хаотичность их совмещения с полем увеличивается.
Таким образом, можно сказать, что повышение температуры приводит к снижению поляризации и диэлектрической проницаемости.

Стр. № 163:

Ответ:

По мере уменьшения энергии системы изменение энергии отрицательное.
Сила определяется как отрицательная скорость изменения энергии по отношению к расстоянию.
F = -∂U∂x
Итак, по мере уменьшения энергии сила электрического поля конденсатора увеличивается, когда диэлектрик втягивается в конденсатор.

Стр. № 164:

Ответ:

(d) ноль

Так как чистый заряд, заключенный в гауссовой поверхности, равен нулю, полный поток электрического поля через замкнутую гауссову поверхность, окружающую конденсатор, равен нулю.

Φ = ∯E.ds = q∈0 = 0
Здесь
Φ = электрический поток
q = полный заряд, заключенный на гауссовой поверхности.

Стр. № 164:

Ответ:

(d) C /2 и 2 В

Поскольку при последовательном соединении конденсаторов напряжение складывается, напряжение комбинации составляет 2 В .
Кроме того, емкость последовательной комбинации определяется как
1Cnet = 1C1 + 1C2
Здесь
C _net = Чистая емкость комбинации
C ₁ = C ₂ = C
∴ C _{нетто = C2}

Стр. № 164:

Ответ:

(c) 2 C и В

При параллельной комбинации конденсаторов разность потенциалов на конденсаторах остается такой же, как и на правой и левой пластинах обоих конденсаторы подключаются к этим же выводам АКБ.Следовательно, потенциал остается прежним, то есть В .

Для параллельной комбинации конденсаторов емкость определяется выражением
C _экв = C ₁ + C ₂
Здесь
C ₁ = C ₂ = C
∴ C _экв = 2 C

Стр. № 164:

Ответ:

(b) 2 C

Поскольку потенциал в точке A равен потенциалу в точке B, ток не будет течь по плечу AB.Следовательно, конденсатор на плече AB не будет вносить вклад в схему. Кроме того, поскольку оставшиеся два конденсатора подключены параллельно, полезная емкость цепи определяется выражением
C _экв. = C + C = 2 C

Стр. № 164:

Ответ:

(c) остается неизменным

Сила между пластинами определяется по формуле
F = q22∈0A
Поскольку конденсатор изолирован, заряд на пластинах остается постоянным.
Мы знаем, что заряд сохраняется в изолированной системе.
Таким образом, сила, действующая между пластинами, остается неизменной.

Стр. № 164:

Ответ:

(d) 1r4

Плотность энергии U определяется как

U = 12∈0E2 … (1)

Электрическое поле, создаваемое точечным зарядом на расстоянии r , определяется как
E = q4π∈0r2

При установке вышеуказанной формы E в ур.1, получаем

U = 12∈0q4π∈0r22

Таким образом, U прямо пропорционально 1r4.

Стр. № 164:

Ответ:

(b) Q + = Q-

Заряд, индуцированный на пластинах конденсатора, не зависит от их площади.
∴ Q + = Q-

Стр. № 164:

Ответ:

(d) ∞

Тонкая металлическая пластина, вставленная между пластинами конденсатора с параллельными пластинами емкости C , соединяет две пластины конденсатора; следовательно, расстояние d между пластинами конденсатора уменьшается до нуля.Можно заметить, что заряды на пластинах начинают перекрывать друг друга через металлическую пластину и, следовательно, начинают непрерывно проводить.

Математически
C = ∈0Ad
В данном случае d = 0.
∴ C = ∞

Стр. № 164:

Ответ:

(c) C ₁ < C ₂

Область AB показывает разность потенциалов на конденсаторе C ₁ , а область CD показывает разность потенциалов на конденсаторе C ₂ .Теперь мы можем видеть из графика, что область AB больше, чем область CD. Следовательно, разность потенциалов на конденсаторе C ₁ больше, чем на конденсаторе C ₂ .
∵ Емкость, C = QV
C ₁ 2 ( Q остается неизменным при последовательном соединении.)

Стр. № 164:

Ответ:

(а) увеличить

Масло между пластинами конденсатора действует как диэлектрик.Мы знаем, что электрическое поле уменьшается в 1К от исходного поля, когда мы вставляем диэлектрик между пластинами конденсатора ( K, — диэлектрическая проницаемость диэлектрика). Таким образом, если масло откачивается, электрическое поле между пластинами будет увеличиваться, поскольку диэлектрик удален.

Стр. № 164:

Ответ:

(b) Q1Q2 = C1C2

Когда сферы соединены, между ними течет заряд, пока они не приобретут одинаковый общий потенциал В .
Окончательные заряды сфер равны
Q ₁ = C ₁ V и Q ₂ = C ₂ V

∴Q1Q2 = C1VC2V = C1C2

Стр. № 164:

Ответ:

(d) 2 мкФ, 18 мкФ

Минимальную емкость можно получить, подключив все конденсаторы последовательно.Его можно рассчитать следующим образом:
1C = 16 + 16 + 16 = 12
⇒ C = 2 мкФ

Максимальную емкость можно получить, подключив все конденсаторы параллельно. Его можно рассчитать следующим образом:
C = 6 + 6 + 6 = 18 мкФ

Стр. № 164:

Ответ:

(c) заряды на пластинах

Емкость конденсатора определяется как

C = ∈0Ad

Здесь A — площадь пластин конденсатора, а d — расстояние между пластинами.
Итак, мы можем ясно видеть, что емкость конденсатора действительно зависит от размера и формы пластин и расстояния между пластинами; это не зависит от зарядов на пластинах.

Стр. № 164:

Ответ:

(b) Заряд на конденсаторе

Когда мы вставляем диэлектрик между пластинами конденсатора, на поверхности диэлектрика появляются индуцированные заряды противоположной полярности.Они создают внутри диэлектрика электрическое поле, направленное противоположно исходному полю конденсатора.
Таким образом, результирующий эффект — уменьшенное электрическое поле.
Кроме того, поскольку потенциал пропорционален полю, потенциал уменьшается, как и запасенная энергия U , которая задается формулой
U = qV2
Таким образом, только заряд на конденсаторе остается неизменным, так как заряд сохраняется в изолированной системе.

Стр. № 165:

Ответ:

(d) Q ‘должно быть меньше Q .

Связь между наведенным зарядом Q ‘и зарядом на конденсаторе Q задается формулой
Q ‘ = Q1-1K
Здесь K — диэлектрическая проницаемость, которая всегда больше или равна to 1.
Итак, мы видим, что для K > 1, Q ‘всегда будет меньше Q .

Стр. № 165:

Ответ:

(a) лицевые поверхности конденсатора имеют равные и противоположные заряды
(b) две пластины конденсатора имеют одинаковые и противоположные заряды
(d) внешние поверхности пластин имеют одинаковые заряды

H.C Верма ответ: (a), (c), (d). Но, по нашему мнению, ответ должен быть следующим: (a), (b), (d) все эти параметры являются свойствами конденсатора, а вариант (c) неверен, поскольку аккумулятор является источником энергии, а не заряжается. Более того, если у пластин конденсатора одинаковый заряд снаружи и одинаковый заряд внутри, можно подумать, что заряд на пластинах также должен быть одинаковым, поэтому вариант (b) не может быть неверным.

Стр. № 165:

Ответ:

(b) Разность потенциалов на конденсаторе
(c) Энергия конденсатора.

Поскольку заряд всегда сохраняется в изолированной системе, он остается неизменным.
Теперь
V = Qd∈0A
Здесь Q , A и d — это заряд, площадь и расстояние между пластинами соответственно.
Таким образом, чем d увеличивается, V увеличивается.
Энергия равна
E = qV2
Таким образом, она также будет увеличиваться.
Плотность энергии u , то есть энергия, запасенная на единицу объема в электрическом поле, задается соотношением
u = 12∈0E2
Таким образом, u будет оставаться постоянным с увеличением расстояния между пластинами.

Стр. № 165:

Ответ:

(d) Равные и противоположные заряды появятся на двух сторонах металлической пластины.

Емкость конденсатора, в котором диэлектрическая пластина с диэлектрической постоянной K , площадью A и толщиной t вставлена ​​между пластинами конденсатора площадью A и разделена расстоянием d , составляет дается по формуле

C = ∈0Ad-t + t / K

Поскольку дано, что толщина листа пренебрежимо мала, приведенная выше формула сокращается до C = ∈0Ad.Другими словами, не будет никаких изменений в электрическом поле, потенциале или заряде.

Только одинаковые и противоположные заряды будут появляться на двух сторонах металлической пластины из-за индукции из-за наличия зарядов на пластинах конденсатора.

Стр. № 165:

Ответ:

(b) Заряд, появляющийся на конденсаторе, больше после действия XWY , чем после действия XYZ.
(c) Электрическая энергия, запасенная в конденсаторе, больше после действия WXY , чем после действия XYW .
(d) Электрическое поле в конденсаторе после действия XW такое же, как после WX .

Обоснование варианта (b)

Если потенциал остается постоянным, то есть батарея остается подключенной к цепи, то заряд конденсатора увеличивается в К при введении диэлектрика с диэлектрической проницаемостью К между обкладками конденсатора.

Математически
q = Kq ₀
Здесь q ₀ и q — заряды без диэлектрика и с диэлектриком соответственно.
Количество накопленного заряда не зависит от полярности пластин.
Таким образом, заряд, появляющийся на конденсаторе, больше после действия XWY , чем после действия XYZ.

Обоснование варианта (c)

Поскольку аккумулятор отключается перед вставкой диэлектрика, величина заряда остается постоянной, то есть q = q ₀ , потому что после отключения аккумулятора конденсатор не получает источника для хранения заряда.Другими словами, конденсатор теперь представляет собой изолированную систему, в которой сохраняется количество заряда, равно как и энергия U как 12q ε . Следовательно, установка диэлектрика после отключения батареи не приведет к изменению количества заряда, хранящегося в конденсаторе. Таким образом, энергия, запасенная в конденсаторе, также не изменится после действия XYW .
Однако во время действия WXY, количество заряда, которое будет накапливаться в конденсаторе, увеличится в К, , поскольку батарея отключена после вставки диэлектрика между пластинами конденсатора и энергии сохраненное значение также будет умножено на коэффициент К.
Таким образом, электрическая энергия, запасенная в конденсаторе, больше после действия WXY , чем после действия XYW.

Обоснование варианта (d)

Электрическое поле между пластинами E зависит от потенциала на конденсаторе и расстояния d между пластинами конденсатора.
Математически
E = εd
В любом случае, то есть во время действий XW, и WX, потенциал остается прежним, то есть ε.Таким образом, электрическое поле E остается прежним.

Отказ от опции (a)

Во время действия XYZ аккумулятор должен выполнить дополнительную работу, эквивалентную 12 CV ² , чтобы изменить полярность пластин конденсатора. Другими словами, общий объем работы, который должен выполнить аккумулятор, составит 12 CV ² + 12 CV ² . Эта дополнительная проделанная работа будет рассеиваться в виде тепловой энергии. Таким образом вырабатывается тепловая энергия.Однако запасенная электрическая энергия остается неизменной, то есть 12 CV ² .

Стр. № 165:

Ответ:

Поскольку 1,0 × 10 ¹² электронов передаются от одного проводника к другому, проводник, к которому переносятся электроны, становится отрицательно заряженным, а другой проводник становится заряженным положительно.
Теперь,
Величина чистого заряда на каждом проводнике, Q = (1.0 × 10 ¹² ) × (1,6 × 10 ^-19 ) C = 1,6 × 10 ^-7 C
Величина разности потенциалов между проводниками, В = 10 В

Емкость C представляет собой отношение величины заряда на любом проводнике к величине разности потенциалов между проводниками.
C = QV
⇒ C = 1,6 × 10-710 = 1,6 × 10-8 F

Следовательно, значение емкости данных двухпроводных систем составляет 1,6 × 10 ^-8 F.

Стр. № 165:

Ответ:

Емкость конденсатора с параллельными пластинами определяется как
C = ∈0 Ad
Здесь
A = Площадь пластины
d = Расстояние между параллельными пластинами
Дано:
A = πr2 = π × 5 × 10-22d = 1,0 × 10-3 m∈0 = 8,85 × 10-12 Ф / м∴C = ∈0 Ad = 8,85 × 10-12 × 3,14 × 25 × 10-410-3 = 6,95 × 10- 5 мкФ

Стр. № 165:

Ответ:

Емкость конденсатора с параллельными пластинами определяется как
C = ∈0 Ad
Здесь
A = Площадь пластины
d = Расстояние между параллельными пластинами
Теперь
Пусть радиус диска быть р.
∴C = ∈0Ad = ∈0πr2d⇒r = Cd∈0π⇒r = 1 × (1 × 10-3) 8,85 × 10-12 × 3,14 = 35,98 × 106 м⇒r≈36 × 106 м = 6 × 103 м = 6 км

Таким образом, радиус пластин конденсатора для данной конфигурации составляет 6 км.

Стр. № 165:

Ответ:

Емкость конденсатора с параллельными пластинами определяется как
C = ∈0 Ad
Здесь
A = Площадь пластины
d = Расстояние между параллельными пластинами
Дано:
A = 25 см ² = 25 × 10 ^-4 м ²
d = 1.00 мм = 1 × 10 ^-3 м
Now,

C = ∈0 Ad = 8,85 × 10-12 × 25 × 10-41 × 10-3 = 2,21 × 10-11 F

Когда батарея Напряжение 6 В подключено к конденсатору, заряд ( Q ), который течет от батареи, равен количеству заряда, который может удерживать данный конденсатор.
⇒ Q = CV
⇒ Q = 2,21 × 10-11 × 6,0 = 1,33 × 10-10 C

Работа, выполняемая аккумулятором при зарядке конденсатора, рассчитывается путем произведения величины передаваемый заряд и напряжение аккумулятора.
Таким образом, получаем
W = QV = 1,33 × 10-10 × 6,0 = 8,0 × 10-10 Дж

Таким образом, заряд, прошедший через аккумулятор, равен 1,33 × 10 ^-10 C и работа, выполняемая аккумулятором составляет 8,0 × 10 ^-10 Дж.

Стр. № 165:

Ответ:

Дано:
Площадь пластины, A = 25 см ² = 25 × 10 ^-4 м ²
Расстояние между пластинами, d = 2 мм = 2 × 10 ^-3 м
Разность потенциалов между пластинами, В = 12 В
Емкость данного конденсатора определяется как
C = ∈0 Ad
= (8.85 × 10-12) × (25 × 10-4) (2 × 10-3) = 11,06 × 10-12 F

(a) Заряд на конденсаторе равен
Q = CV
= 11,06 × 10-12 × 12 = 1,33 × 10-10 C

(b) Когда расстояние между пластинами уменьшается до 1 мм, емкость C ‘может быть рассчитана как:
C’ = ∈0 Ad = (8,85 × 10 -12) × (25 × 10-4) 1 × 10-3 = 22,12 × 10-12 F

Заряд на конденсаторе равен
Q ‘= C’V
= 22,12 × 10-12 × 12 = 2,65 × 10-10 C Дополнительный заряд = 2,65 × 10-10-1,32 × 10-10 C = 1.33 × 10-10 С

Стр. № 165:

Ответ:

Емкости трех конденсаторов: C ₁ = 2 мкФ, C ₂ = 4 мкФ и C ₃ = 6 мкФ, а напряжение батареи ( В, ) составляет 12 В. .
Поскольку конденсаторы соединены параллельно, эквивалентная емкость определяется как
C _экв = C ₁ + C ₂ + C ₃
= (2 + 4 + 6) мкФ = 12 мкФ = 12 × 10 ^-6 F

Из-за параллельного подключения разность потенциалов на каждом конденсаторе одинакова и равна 12 В.

Следовательно, заряд на каждом конденсаторе может быть рассчитан следующим образом:
Заряд на конденсаторе емкости C ₁ = 2 мкФ определяется как

Q _{1 = C 1 В = (2 × 10 ^-6 ) × 12 C = 24 × 10 ^-6 C = 24 мкКл}

Точно так же заряды на двух других конденсаторах определяются как
Q ₂ = C ₂ V = (4 × 10 ^-6 ) × 12 C = 48 × 10 ^-6 C = 48 мкКл
и
Q _{3 = C 3 В = (6 × 10 ^-6 ) × 12 C = 72 × 10 ^-6 C = 72 мкКл}

Стр. № 165:

Ответ:

Когда конденсаторы соединены последовательно, эквивалентная емкость определяется как

1ceq = 1c1 + 1c2 + 1c31ceq = 120 + 130 + 140 × 110-6⇒ ceq = 9.23 мкФ

Поскольку конденсаторы соединены последовательно, одинаковый заряд идет на каждый из них, и он равен общему заряду аккумулятора.
Теперь,
Пусть заряд на каждом конденсаторе равен Ом.
∴q = CV = (9,23 × 10-6) × 12 q = 110,76 мкКл

Работа, выполняемая аккумулятором ( Вт, ), определяется как

W = qV⇒W = 12 × 110,76 × 10- 6⇒W = 1,33 × 10-3 Дж

Стр. № 165:

Ответ:

Давайте сначала найдем эквивалентную емкость.Из принципиальной схемы видно, что конденсаторы B и C подключены параллельно и последовательно с конденсатором A.

Эквивалентную емкость можно рассчитать следующим образом:
1Ceq = 1CA + 1CB + CC1Ceq = 18 + 14 + 4 = 18 + 18⇒1Ceq = 28⇒Ceq = 4 мкФ

Конденсаторы B и C подключены параллельно и последовательно с конденсатором A. Эквивалентная емкость конденсаторов B и C равна
(4 + 4) мкФ = 8 мкФ
Это то же самое, что и емкость конденсатора A. Следовательно, на конденсаторе A и системе конденсаторов B и C.
Теперь,
Разность потенциалов на конденсаторе A = 6 В
Таким образом,
Заряд конденсатора A = (8 мкФ) × (6 В) = 48 мкКл
А,
Разность потенциалов на конденсаторах B и C = 6 В
Таким образом,
Заряд конденсатора B = (4 мкФ) × (6 В) = 24 мкФ
Заряд конденсатора C = (4 мкФ) × (6 В) = 24 мкФ

Стр. № 165:

Ответ:

(a)

Для комбинации конденсаторов, показанной на рисунке (a), пары конденсаторов C _{1 и C 2 соединены параллельно.
Эквивалентная емкость каждой параллельной комбинации конденсаторов определяется по формуле:
C 1 + C 2 = 4 + 6 = 10 мкФ
Эквивалентную схему можно представить как:}

Эквивалент Емкость для вышеуказанной последовательной цепи равна
1Ceq = 1C1 + C2 + 1C1 + C2 = 110 + 110 = 210⇒Ceq = 5 мкФ

(b)

Для комбинации конденсаторов, показанной на рисунке (b), пары конденсаторов C _{1 и C 2 включены параллельно.
Эквивалентная емкость каждой параллельной комбинации конденсаторов определяется выражением
C 1 + C 2 = 4 + 6 = 10 мкФ}

Эквивалентную схему можно представить как:

На схеме выше видно, что C _A и C _B находятся последовательно и параллельно последовательной комбинации C _C и C _B .

Эквивалентная емкость для последовательной комбинации C _A и C _B определяется как
1Ceq = 1CA + 1CB = 1C1 + C2 + 1C1 + C2 = 110 + 110 = 15⇒Ceq = 5 мкФ
Аналогичным образом эквивалентная емкость последовательной комбинации C _C и C _D составляет 5 мкФ.

∴ Чистая эквивалентная емкость = 5 + 5 = 10 мкФ

Стр. № 166:

Ответ:

Эквивалентная схема для данного случая может быть представлена ​​как:

Можно заметить, что конденсаторы C _{1 и C 2 включены параллельно.
Следовательно, эквивалентная емкость определяется выражением
C экв. = C 1 + C 2
= 5 + 6 = 11 мкФ
Теперь
Заряд, обеспечиваемый батареей = ( C экв ) (В) = (11 мкФ) × (10 В) = 110 мкКл}

Стр. № 166:

Ответ:

Предусмотрено, что внешние цилиндры находятся в контакте, а внутренние цилиндры соединены проволокой.Таким образом, эквивалентная схема может быть представлена ​​как:

Левая пластина конденсаторов (A и B), показанных на рисунке, представляет собой внутренние пластины цилиндрических конденсаторов.

Поскольку конденсаторы подключены параллельно, разность потенциалов на них одинакова.
∴ Величина заряда на каждом конденсаторе = CV = (2,2 мкФ) × (10 В) = 22 мкКл
Поскольку пластины A и B подключены к положительному выводу батареи, заряд на каждой из них составляет +22 мкКл.
∴ Чистый заряд на внутренних пластинах = 22 мкКл + 22 мкКл = +44 мкКл

Стр. № 166:

Ответ:

Нам нужно рассчитать емкость изолированного заряженного шара.
Предположим, что заряд на сфере равен Q , а его радиус равен R .

Емкость заряженной сферы можно определить, представив концентрическую сферу бесконечного радиуса, состоящую из заряда −Q.
Разность потенциалов между сферами = 14π∈0QR — 0 = 14π∈0QR

Емкость — это отношение величины заряда на каждом проводнике к разности потенциалов между ними.
C = Q14π∈0QR = 4π∈0R
Следовательно, емкости сфер радиусом R ₁ и R ₂ равны C ₁ и C ₂ соответственно. Они задаются формулой

C1 = 4π∈0 R1C2 = 4π∈0 R2

Если сферы соединены металлической проволокой, заряд будет перетекать от одной сферы к другой, пока их потенциалы не станут одинаковыми.
Когда потенциалы становятся одинаковыми, разность потенциалов между проводниками обоих конденсаторов также становится одинаковой.Таким образом, можно сделать вывод, что конденсаторы подключены параллельно.

Таким образом, емкость комбинации определяется как
Ceq = C ₁ + C ₂

= 4π∈0 R1 + R2

Стр. № 166:

Ответ:

В данной системе три ряда конденсаторов соединены параллельно. В каждом ряду последовательно включены по три конденсатора емкостью 2 мкФ.

Для каждой строки эквивалентная емкость определяется как
1Cr = 12 + 12 + 12⇒Cr = 23 мкФ
Поскольку три строки соединены параллельно, их эквивалентная емкость определяется как
C _{eq = C r + C r + C r = 23 + 23 + 23 = 2 мкФ}

Напряжение в каждой строке одинаковое и равно 60 В.