Pojemność kondensatorów - zadania

Pojemność elektryczna C jest definiowana jako stosunek ładunku Q zebranego na okładkach kondensatora do napięcia U pomiędzy okładkami kondensatora.
C=Q/U
Jednostką pojemności elektrycznej jest jeden Farad [F]. Farad jest jednostką pochodną układu jednostek SI. Farad jest również jednostką bardzo dużą, dlatego w praktyce najczęściej posługujemy się jej podwielokrotnościami jak: milifarad [mF], mikrofarad [μF], nanofard [nF] lub pikofarad [pF].
• 1[mF]=1·10-3[F]
• 1[μF]=1·10-6[F]
• 1[nF]=1·10-9[F]
• 1[pF]=1·10-12[F]
Duża wartość jednostki pojemności elektrycznej Farad → 1[F] związana jest dużą wartością jednostki ładunku elektrycznego jaką jest Kulomb → 1[C]. Kulomb związany jest z ładunkiem elementarnym 1e równaniem 1e=1,6·10-19C. Elementarny ładunek elektryczny jest do ładunek elektryczny jakim obdarzony jest elektron (-1e) lub proton (+1e). Jednostkę pojemności elektrycznej C, jak również każdą inną jednostkę pochodną układu SI można przedstawić za pomocą jednostek podstawowych.
[F]=[C/V]=[A·s/(N·m/A·s)]=[(A·s)2/(kg·(m2/s)·m]=[(A2·s3)/(kg·m3)]
Jak widać powyżej Farad przedstawiony za pomocą jednostek podstawowych SI jest dość rozbudowanym ułamkiem.

Kondensatory połączone szeregowo

Kondensatory połączone szeregowo.

Obwód elektryczny zbudowany jest z trzech kondensatorów połączonych szeregowo. Każdy kondensator traktowany jest jako element o parametrach skupionych. Dla tak skonstruowanego obwodu elektrycznego wyprowadzona zostanie zależność na pojemność zastępczą lub inaczej pojemność wypadkową, widzianą od strony zródła zasilania obwodu. Elementy w obwodzie połączone są szeregowo. Ponieważ kondensatory są połączone z sobą szeregowo na okładkach każdego z nich zgromadzony będzie ten sam ładunek elektryczny Q, a ściślej moduł ładunku elektrycznego Q. Wprowadzono termin moduł, ponieważ na jednej z okładek kondensatora będzie ładunek dodatni +Q a na drugiej ujemny -Q.

Kondensatory połączone szeregowo

Kondensatory połączone równolegle

Kondensatory połączone równolegle.

Obwód elektryczny zbudowany jest z trzech kondensatorów połączonych szeregowo. Każdy kondensator traktowany jest jako element o parametrach skupionych. Dla tak skonstruowanego obwodu elektrycznego wyprowadzona zostanie zależność na pojemność zastępczą lub inaczej pojemność wypadkową, widzianą od strony zródła zasilania obwodu. Elementy w obwodzie połączone są szeregowo. Ponieważ kondensatory są połączone z sobą szeregowo na okładkach każdego z nich zgromadzony będzie ten sam ładunek elektryczny Q, a ściślej moduł ładunku elektrycznego Q. Wprowadzono termin moduł, ponieważ na jednej z okładek kondensatora będzie ładunek dodatni +Q a na drugiej ujemny -Q.

Kondensatory połączone równolegle

Pojemność kondensatora płaskiego

Pojemność kondensatora płaskiego.

Kondensator płaski zbudowany jest z dwóch okładek o powierzchni S[m2]. Odległość pomiędzy okładkami kondensatora wynosi d[m]. Wzór na pojemność C kondensatora jest dany z definicji równaniem → C=Q/U. Q jest ładunkiem elektrycznym na okładkach kondensatora, U napięciem pomiędzy okładkami kondensatora. Pojemność kondensatora płaskiego może zostać również wyrażona za pomocą jego wymiarów geometrycznych → S, d, oraz parametrów materiałowych → ε=ε0·εr.

Pojemność kondensatora płaskiego

Pojemność kondensatorów - zadanie 1

Pojemność kondensatorów - zadanie 1.

Obwód elektryczny zbudowany jest z czterech kondensatorów C1, C2, C3, C4. Kondensatory połączone są w obwodzie szeregowo i równolegle. W przykładzie wyznaczona zostanie pojemność zastępcza Cx układu kondensatorów widziana od zacisków zródła zasilania.

Pojemność kondensatorów - zadanie 1

Pojemność kondensatorów - zadanie 2

Pojemność kondensatorów - zadanie 2.

Obwód elektryczny zbudowany jest z pięciu kondensatorów C1, C2, C3, C4, C5. Kondensatory połączone są w obwodzie szeregowo i równolegle. W przykładzie wyznaczona zostanie pojemność zastępcza Cx układu kondensatorów widziana od zacisków zródła zasilania.

Pojemność kondensatorów - zadanie 2

Pojemność kondensatorów - zadanie 3

Pojemność kondensatorów - zadanie 3.

Obwód elektryczny zbudowany jest z siedmiu kondensatorów C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7. Kondensatory połączone są w obwodzie szeregowo i równolegle. W przykładzie wyznaczona zostanie pojemność zastępcza Cx układu kondensatorów widziana od zacisków zródła zasilania.

Pojemność kondensatorów - zadanie 3