OSNOVE ELEKTROTEHNIKE
INTERAKTIVNI NASTAVNI MATERIJALI
animacije · pokusi · lab. vježbe · simulacije · test pitanja · zadaci

Elektrostatika · Serijski spoj kondenzatora
Pričekajte nekoliko sekundi za pripremu appleta

Na slici je prikazan serijski spoj kondenzatora $C_1$ i $C_2$ koji se pritiskom (klikom) na tipku "zatvori sklopku" priključuju na izvor napona. Ovdje razmatramo konačno stanje u pogledu raspodjele naboja odnosno napona. Serijski spojen otpornik (npr. otpor vodova, izvora i sl.) koji inače djeluje "usporavajuće" na uspostavu konačnog stanja (prijelazna pojava) su izostavljeni. Treba razlikovati slučaj a) kondenzatori su prije zatvaranja sklopke prazni b) jedan ili oba kondenzatora prije zatvaranja sklopke već imaju neki naboj. U oba slučaja konačno stanje se uspostavlja tako da budu zadovoljeni:

  1. Kirchhoffov zakon za napone
  2. zakon očuvanja naboja u čvoru A

Prije pisanja jednadžbi treba definirati referentne polaritete napona. Radi boljeg uočavanja polariteta na slici je korišteno kodiranje bojama crveno +, plavo — i zeleno (prazan kondenzator). Promjenom vrijednosti parametara program će izračunati nove napone i naboj na kondenzatorima kao i ukupan kapacitet.

U slučaju serijskog spoja dvaju kondenzatora ukupan kapacitet je $C_{\text{uk}} = {{C_1 \, \cdot \, C_2} \over {C_1 + C_2}}$. Treba zapaziti da je u seriji kondenzatora ukupan kapacitet uvijek manji od onog najmanjeg.

Serijski spoj kondenzatora naziva se i kapacitivno djelilo napona. Najjednostavnije djelilo napona je serijski spoj dva kondenzatora. Pokazuje se da je $U_{C_1} = U \cdot \text{fd}_1$, a $U_{C_2} = U \cdot \text{fd}_2$, gdje su faktori dijeljenja $\text{fd}_1 = {C_2 \over {C_1 + C_2}}$ i $\text{fd}_2 = {C_1 \over {C_1 + C_2}}$. Preporuča se čitatelju da izvede ove jednadžbe (formule). Važno je primjetiti da je veći napon na kondenzatoru koji ima manji kapacitet! Zbroj napona na C1 i napona na C2 jednak je naponu izvora U. Naboj je jednak na svakom kondezatoru u seriji. Odnos naboja, napona i kapaciteta je:

$$Q = C \cdot U$$

Nabijeni kondenzator ima u sebi spremljenu izvjesnu količinu energije koja se računa po forumli: $$W = {{C \cdot U^2} \over 2}$$