Kapacitivno djelilo

OSNOVE ELEKTROTEHNIKE
INTERAKTIVNI NASTAVNI MATERIJALI

animacije · pokusi · lab. vježbe · simulacije · test pitanja · zadaci

Elektrostatika · Kapacitivno djelilo napona

Kondenzator $C_2$ je promjenjiv, a povlačenjem kliznika možete ga mijenjati u granicama od $5$ do $150 \text{ } \mu \text{F}$. Početno stanje dobivate klikom na tipku

Serijski spoj kondenzatora je djelilo napona tj. ukupan napon se dijeli na više dijelova ovisno o broju kondenzatora. Ovdje razmatramo serijski spoj dva kondenzatora pa se napon dijeli na dva dijela. Kondenzatori su prije spajanja na izvor bili nenabijeni (prazni). Nakon priključenja na izvor dolazi do nabijanja. Svaki kondenzator u serijskom spoju primi jednaku količinu naboja. Vrijede sljedeće relacije*:

$$Q_1 = Q_2 = Q_{\text{uk}} = {U \cdot C_{\text{uk}}}$$	$$\left( 1 \right)$$
$$C_{\text{uk}} = {{C_1 \cdot C_2} \over {C_1 + C_2}}$$	$$\left( 2 \right)$$
$$U_1 = {Q_{\text{uk}} \over C_1} = {U \cdot {C_2 \over {C_1 + C_2}}}$$	$$\left( 3 \right)$$
$$U_2 = {Q_{\text{uk}} \over C_2} = {U \cdot {C_1 \over {C_1 + C_2}}}$$	$$\left( 4 \right)$$
Mora vrijediti KZN: uz obilazak konture u smjeru kazaljke na satu
$$U_1 + U_2 = U$$	$$\left( 5 \right)$$
Pazite — predznaci moraju biti u skladu s obilaskom konture!

Serijski su spojeni $C_1 = 50 \, \mu\text{F}$ i $C_2$ promjenjivog kapaciteta od $5$ do $150 \, \mu\text{F}$. Spoj je priključen na napon $U = 12 \, \text{V}$. U početku je $C_2 = C_1 = 50 \, \mu\text{F}$ pa se napon dijeli na dva jednaka dijela $U_1 = U_2 = {U \over 2} = 6 \, \text{V}$. Na svaki kondenzator je priključen animirani voltmetar, plavi za $U_1$ i crveni za $U_2$ tako da čitatelj može lakše pratiti promjene napona prilikom mijenjanja kapaciteta $C_2$.

Možete zaključiti da je:

zbroj napona $U_1 + U_2$ uvijek jednak naponu izvora $(U = 12 \, \text{V})$
na kondenzatoru** manjeg kapaciteta napon veći
kod serijskog spoja kondenzatora ukupan (ekvivalentan) kapacitet manji od najmanjeg kapaciteta u seriji

*	Relacije $\left( 1 \right) - \left( 4 \right)$ se odnose na slučaj kad niti jedan kondenzator nema početni naboj. Jednadžba $\left( 5 \right)$ je Kirchhoffov zakon za napone koja mora biti zadovoljena i u slučaju kada postoji početni naboj.
**	Iako se radi o kondenzatoru često skraćeno kažemo: na manjem kapacitetu napon je veći.