Kondenzátory jsou zařízení schopná akumulovat elektrický náboj. Jsou široce používány v elektronice a elektrotechnice pro různé účely, jako je filtrování signálů, regulace napětí nebo ukládání energie. Jedním z důležitých parametrů kondenzátoru je jeho kapacita, která určuje množství energie, kterou může nashromáždit.
Pokud spojíte dva kondenzátory do série, celková kapacita obvodu se rovná součtu jejich jednotlivých kapacit. To znamená, že oba kondenzátory budou plnit svou funkci tím, že akumulují náboj a ukládají energii. Proud však protéká oběma kondenzátory, takže při výpočtu celkové kapacity je třeba vzít v úvahu jejich odpor.
Pokud jsou odpor kondenzátorů příliš velký, proud, který jimi prochází, může být zanedbatelný a celková kapacita obvodu se bude blížit součtu kapacit kondenzátorů. Pokud je však odpor nízký, může být proud významný a celková kapacita může být menší než součet jednotlivých nádrží.
Vliv spojení dvou kondenzátorů
Spojení dvou kondenzátorů může vést ke změně jejich elektrických charakteristik, jmenovitě kapacity a náboje. Výsledek připojení závisí na tom, jak jsou ve schématu připojení:
1. Sériové zapojení:
Při sériovém připojení kondenzátorů se jejich kapacity sčítají, takže celková kapacita propojených kondenzátorů se bude rovnat součtu jejich jednotlivých nádrží. Pokud má například první kondenzátor kapacitu 10 uF a druhý 20 uf, pak celková kapacita po připojení bude 30 uf.
Náboj na společných deskách kondenzátorů bude stejný, protože jsou zapojeny do série. Náboj každého kondenzátoru lze nalézt vynásobením jeho kapacity napětím na běžných deskách.
Vzorec náboje pro každý kondenzátor:
2. Paralelní zapojení:
Při paralelním připojení kondenzátorů se jejich celková kapacita rovná součtu jejich jednotlivých nádrží. Pokud má například první kondenzátor kapacitu 10 uF a druhý 20 uf, pak celková kapacita po připojení bude 30 uf.
Náboj na společných deskách kondenzátorů bude mezi nimi rozdělen úměrně jejich kapacitě. Náboj každého kondenzátoru lze nalézt vynásobením celkového náboje poměrem jeho kapacity k celkové kapacitě.
Vzorec náboje pro každý kondenzátor:
Kde Qcelkový - celkový náboj na společných deskách, Ccelkový - celková kapacita propojených kondenzátorů.
Spojení dvou kondenzátorů tak může změnit jejich elektrické vlastnosti a poskytnout různé možnosti použití v elektrických obvodech.
Jaký je účinek sériového spojení dvou kondenzátorů?
Při sériovém připojení dvou kondenzátorů se jejich kapacity sčítají:
kde Ccelkový - celková kapacita po připojení, C1 A C2 - kapacity propojených kondenzátorů. Efekt sériového spojení dvou kondenzátorů tedy spočívá ve zvýšení celkové kapacity systému.
Když jsou dva kondenzátory zapojeny do série, tvoří ekvivalentní kondenzátor. Tento ekvivalentní kondenzátor bude mít větší kapacitu než každý z původních kondenzátorů.
Zvýšení celkové kapacity systému může být užitečné, protože kondenzátory jsou zařízení, která akumulují a ukládají elektrický náboj. Větší kapacita umožňuje ukládat více náboje a provádět specifické funkce, jako je filtrování signálů, paměťové zařízení a další.
Změní se kapacita při připojení dvou kondenzátorů?
Při sériovém připojení dvou kondenzátorů se celková kapacita obvodu snižuje ve srovnání s kapacitou každého z kondenzátorů jednotlivě.
Pokud jsou dva kondenzátory s kapacitami C1 a C2 zapojeny do obvodu v sérii, je celková kapacita C vytvořeného obvodu určena vzorcem:
| Kondenzátor | Nádoba |
|---|---|
| Kondenzátor 1 (C1) | C1 |
| Kondenzátor 2 (C2) | C2 |
| Celková kapacita obvodu (C) | 1 / (1/C1 + 1/C2) |
Z tohoto vzorce je zřejmé, že pokud jsou hodnoty C1 a C2 stejné, celková kapacita C bude dvakrát menší než každá z jednotlivých nádrží.
Když tedy dva kondenzátory připojíte do obvodu v sérii, celková kapacita se sníží, konkrétně se bude rovnat součtu reverzních veličin každé z jednotlivých nádrží.
Co se stane s napětím na kondenzátorech?
Když jsou dva kondenzátory zapojeny do série, celkové napětí na nich bude součtem napětí na každém kondenzátoru.
Pokud je například na prvním kondenzátoru napětí U1 a na druhém U2, pak celkové napětí na dvou kondenzátorech bude U = U1 + U2.
K tomu dochází proto, že v sériovém spojení kondenzátorů jsou náboje na obou kondenzátorech stejné a stejné jako náboj, který prochází propojovacím vodičem.
Nedostatek napětí na jednom kondenzátoru tedy může být kompenzován zvýšením napětí na druhém kondenzátoru.