コンデンサは、電荷を蓄える能力を持つ基本的な電子部品です。コンデンサは、絶縁体 (誘電体) によって分離された 2 つの金属板 (導体とも呼ばれます) でできています。
コンデンサ C の静電容量は次の式で与えられます
Q は 2 枚の金属板の電荷です。
V は 2 つの導体間の電位差です。
コンデンサ C の静電容量は、2 つの導体のサイズ、形状、および距離に依存します。場合によっては、コンデンサに使用されている絶縁材料も静電容量に影響を与えることがあります.
静電容量の SI 単位はファラッドで、著名な科学者マイケル ファラデーにちなんで名付けられました。
1 ファラッドは 1 クーロン volt-1 に相当します。つまり、1F =1 C V-1.
このセクションでは、コンデンサの直列の組み合わせとその重要性について説明します。
コンデンサの組み合わせ
コンデンサは回路内で直列または並列に接続されています。コンデンサの複数の接続を含む回路は、単一の等価コンデンサとして動作します。コンデンサの並列および直列の組み合わせは、回路内で一緒に使用することもできます。このような組み合わせは、多くのアプリケーションで使用されています。
回路に複数のコンデンサが直列接続と並列接続の組み合わせで配置されている場合、直列接続と並列接続の個々の静電容量を個別に計算します。値を組み合わせて、ネットワーク全体の等価静電容量を計算します。
コンデンサの直列組み合わせ
一列に並べられたコンデンサは、コンデンサの直列結合を形成します。
実効静電容量 C は、静電容量 C1、C2、C3…..Cn の複数のコンデンサを組み合わせて計算されます。ただし、個々のコンデンサが回路内で接続される方法によって、実効静電容量 C が決まります。
2 つのコンデンサ C1 と C2 を直列に結合することから始めましょう。コンデンサ C1 の左側のプレートとコンデンサ C2 の右側のプレートを、充電中のバッテリの 2 つの端子に接続します。 2 つのコンデンサ間の電荷は Q と -Q になります。
-Q は、コンデンサ C1 の右プレートの電荷です。
Q はコンデンサ C2 の左プレートの電荷です。
これにより、2 つのコンデンサ C1 と C2 を接続する導体に電界が発生します。電界がなくなり、コンデンサ C1 と C2 の両方の正味電荷がゼロになるまで、電荷は流れ続けます。したがって、電荷は、直列の組み合わせの両方のコンデンサで同じです。
V1 と V2 を 2 つのコンデンサ C1 と C2 の電位降下とする。総電位降下 V は、コンデンサ C1 と C2 の両端の電位降下 V1 と V2 を加算して計算されます。
V=V1+V2
それはわかっています、C=QV
これを上記の式に組み合わせると、
V=V1+V2=QC1+QC2
または、VQ=1C1+1C2
代入 VQ=1C 上記の式では、直列結合の実効静電容量が得られます。
1C=1C1+1C2
直列に配置された n 個のコンデンサの場合、総電位降下 V は次のようになります
V=V1+V2+…..+Vn=QC1+QC2+….+QCn
同様に、n 個のコンデンサを直列に組み合わせた場合の実効静電容量は、
1C=1C1+1C2+…..+1Cn
コンデンサの直列組み合わせの重要性
より高い電圧で作業する場合は、コンデンサの直列接続が一般的に好まれます。直列に配置されたコンデンサが電圧源に接続されている場合、配置内の各コンデンサは等しい量の電荷を保持し、総電荷はすべてのコンデンサに均等に分割されます。 AC 回路では、コンデンサを直列に接続した容量性分圧器が使用されます。
結論
コンデンサは、電荷を蓄える能力を持つ電子部品です。コンデンサは、回路内で直列または並列に接続されます。コンデンサを 1 列に組み合わせることで、直列回路を形成します。直列のコンデンサを含む回路の総静電容量 C は、個々の静電容量すべての逆数の合計です。
