Параллельное соединение.

При параллельном соединении конденсаторов потенциал пластин, соединенных с положительным полюсом источника, одинаков и равен потенциалу этого полюса (рисунок 1.9). Соответ ственно потенциал пластин, соединенных с отрицательным полюсом, равен потенциалу этого полюса. Следовательно, напряжение, приложенное к конденсаторам, одинаково. Общий заряд Q_общ = Q₁ + Q₂ + Q₃. Так как, согласно (1.9), Q = CU, то Q_общ = С_общ U; Q₁ = C₁U; Q₂ = C₂U; Q₃ = C₃U и С_общ U = C₁U + C₂U +. C₃U.

Рисунок. 1.9. Параллельное соединение конденсаторов

Таким образом, общая, или эквивалентная, емкость при параллельном соединении конденсаторов равна сумме емкостей отдельных конденсаторов:

С_общ = С₁ + С₂ + С₃. (1.11)

Из формулы (1.11) следует, что при параллельном соединении одинаковых конденсаторов емкостью С общая емкость

С_обш = nС. (1.12)

Последовательное соединение. При последовательном соединении конденсаторов (рисунок 1.10) на пластинах будут одинаковые заряды. На внешние электроды заряды поступают от источника питания. На внутренних электродах конденсаторов С₁ и С₃ удерживается такой же заряд, как и на внешних. Но поскольку заряды на внутренних электродах получены за счет разделения зарядов с помощью электростатической индукции, заряд конденсатора С₂ имеет такое же зна-чение.

Рисунок 1.10. Последовательное соединение конденсаторов

Найдем общую емкость для этого случая. Так как U = U₁ + U₂ + U₃, где U = Q/С_обш; U_l = Q/C_l; U₂ = Q/C₂; U₃ = Q/C₃, то Q/С_обш = Q/C_l + Q/C₂ + Q/C₃. Сократив на Q, получим

1/С_обш = 1/C_l + 1/C₂ + 1/C₃ (1.13)

При последовательном соединении двух конденса­торов, используя (1.13), найдем

С_0бщ = С₁С₂/(С₁ + С₂). (1.14)

При последовательном соединении п одинаковых конденсаторов емкостью С каждый на основании (1.13) общая емкость

С_обШ = С/n. (1.15)

При зарядке конденсатора от источника питания энергия этого источника преобразуется в энергию электрического поля конденсатора:

W_c = CU²/2, (1.16)

или с учетом того, что Q = CU,

W_c = QU/2. (1.17)

Физически накопление энергии в электрическом поле происходит за счет поляризации молекул или атомов диэлектрика.

При замыкании пластин конденсатора проводником происходит разрядка конденсатора и в результате энергия электрического поля преобразуется в теплоту, выделяемую при прохождении тока через проводник.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: