7.6. Condensatoare în paralel


Tensiunea Vc conectată pe toate condensatoarele care sunt conectate în paralel este ACEEAȘI. Deci, condensatoarele în paralel au o sursă de "tensiune comună" pe ele dând:

VC1 = VC2 = VC3 = VAB = 12V

În următorul circuit, condensatoarele C1, C2 și C3 sunt toate conectate împreună într-o ramificație paralelă între punctele A și B, după cum se vede.

Atunci când condensatoarele sunt conectate împreună în paralel, capacitatea totală sau echivalentă CT în circuit este egală cu suma tuturor condensatoarelor individuale. Acest lucru se datorează faptului că placa superioară a condensatorului C1 este conectată la placa superioară a lui C2, care este conectată la placa superioară a lui C3 ș.a.m.d.

Același lucru este valabil și pentru plăcile inferioare ale condensatoarelor. Atunci, este același lucru ca și când cele trei seturi de plăci se ating una de cealaltă și sunt egale cu o placă unică mare, mărind astfel aria plăcii efective în m2.

Deoarece capacitatea C este legată de aria plăcii (C = εA/d), valoarea capacității combinației va crește de asemenea. Deci, valoarea totală a capacității condensatoarelor conectate împreună în paralel este de fapt calculată prin adunarea ariilor plăcilor. Cu alte cuvinte, capacitatea totală este egală cu suma tuturor capacităților individuale în paralel. S-ar putea să fi observat că capacitatea totală a condensatoarelor paralele se găsește în același mod ca rezistența totală a rezistoarelor serie.

Curenții curg prin fiecare condensator și așa cum am văzut în tutorialul anterior sunt legați de tensiune. Atunci, aplicând Legea curenților a lui Kirchoff (KCL) la circuitul de mai sus, avem

iar acest lucru poate fi re-scris ca:

Atunci, putem defini capacitatea circuitului total sau echivalent CT ca fiind suma tuturor capacităților individuale, dându-ne ecuația generalizată:

Ecuația condensatoarelor paralele

Când se adună condensatoarele în paralel, trebuie să fie toate convertite în aceleași unități de capacitate, indiferent dacă acestea sunt μF, nF sau pF. De asemenea, putem vedea că curentul care curge prin valoarea totală a capacității, CT este același cu curentul total de circuit iT.

Putem defini capacitatea totală a circuitului paralel din sarcina totală stocată de coulombi utilizând ecuația Q = CV pentru sarcina pe plăcile condensatoarelor. Sarcina totală QT stocată pe toate plăcile este egală cu suma sarcinilor stocate individual pe fiecare condensator, prin urmare,

QT = Q1 +Q2 +Q3 dar, Q = CV

QT = CVT = CV1 + CV2 + CV3

sau CT = C1 + C2 + C3

Deoarece tensiunea V este comună pentru condensatoare conectate în paralel, putem împărți ambele părți ale ecuației de mai sus, prin tensiune lăsând doar capacitatea și prin simpla adunare a valorilor capacităților individuale dă capacitatea totală CT. De asemenea, această ecuație nu depinde de numărul de condensatoare în paralel din ramificație și, prin urmare, poate fi generalizată pentru orice număr N de condensatoare conectate împreună în paralel.

Condensatoare în paralel. Exemplul nr. 1

Astfel, luând valorile celor trei condensatoare din exemplul de mai sus, putem calcula capacitatea totală a circuitului echivalent CT ca fiind:

CT = C1 + C2 + C3 = 0,1 μF + 0,2 μF + 0,3 μF = 0,6 μF

Un punct important de reținut, capacitatea totală (CT) a oricăror două sau mai multe condensatoare conectate împreună în paralel, va fi întotdeauna MAI MARE decât cea mai mare valoare de condensator din grup deoarece sunt adunate împreună. În exemplul nostru de mai sus CT = 0,6 μF în timp ce cea mai mare valoare de condensator este 0,3 μF.

Condensatoare în paralel. Exemplul nr. 2.

Calculați capacitatea combinată în micro-Farad (μF) a următoarelor condensatoare atunci când acestea sunt conectate împreună într-o combinație paralelă:

a) două condensatoare fiecare cu o capacitate de 47nF

b) un condensator de 470nF conectat în paralel cu un condensator de 1μF

a) Capacitate totală,

CT = C1 + C2 = 47nF + 47nF = 94nF sau 0,094 μF

b) capacitatea totală,

CT = C1 + C2 = 470 nF + 1 μF

prin urmare, CT = 470nF + 1000nF = 1470nF sau 1,47 μF

Deci, capacitatea totală sau echivalentă CT a unui circuit electric care conține două sau mai multe condensatoare în paralel este suma tuturor capacităților individuale adunate împreună deoarece suprafața efectivă a plăcilor este mărită.

În următorul nostru tutorial despre condensatoare vom trata conectarea împreună a condensatoarelor în serie și cum sunt afectate capacitatea totală, tensiunea și curentul.