Конденсатор

Конденсатор нь хоорондоо ойрхон байрласан дамжуулагч хоёр ялтасны хооронд мужид энерги хадгалдаг электрон элемент юм.

Конденсаторт цахилгаан цэнэг болон цахилгаан энерги хуримтлагддаг. Энэ утгаараа цахилгаан техник ба электроникт чухал элемент болж хэрэглэгддэг. Хамгийн энгийн конденсатор бол хавтгай ялтсаар тогтох хавтгай конденсатор юм. Хэрэв хавтгай конденсаторын хоёр ялтсын хооронд q цэнэг шилжүүлсэн гэвэл хийгдэх ажил нь нэг талаас, цэнэгт цахилгаан орноос үйлчлэх qE хүчийг конденсаторын ялтсын потенциалын ялгавар буюу V хүчдэлээр үржүүлсэнтэй тэнцүү байна.

A=q∙E∙d=q∙V

Эндээс үзвэл хавтгай конденсаторын хүчдэл нь орны хүчлэгийг ялтсын хоорондох зайгаар үржүүлсэнтэй тэнцүү байна.

V=Ed

Энд хавтгай конденсаторын хувьд 〖E=〗_(ε_0)^σ=q/(ε_0 s) болохыг тооцож конденсаторын цэнэгийг олбол,

〖q=〗_d^(ε_0 S) v→q~V

Конденсаторын цэнэг нь ялтсуудын хоорондын хүчдэлд шууд пропорционал байна. Энд пропорционалын коэффициент тавьж тэнцүүлбэл,

q=C∙V (Конденсаторын томьёо)

C коэффициентийг цахилгаан багтаамж гэдэг. Конденсаторын цахилгаан багтаамж нь конденсатор дээрх хуримтлагдсан цэнэгийг конденсаторын хүчдэлд харьцуулсантай тэнцүү байна. Конденсатор багтаамж нь тодорхой нэг хүчдэлд ялтсууд хичнээн хэмжээний цэнэгийг хадгалж чадахыг илэрхийлнэ. Цахилгаан багтаамжийн нэгж нь нэг фарад. 1Ф=1Кл/В. Фарад нь маш том нэгж учир плактикт пикофарад (1пФ=10-12Ф), нанофарад (1нФ=10-9 Ф), микрофарад (1мкФ=10-6 Ф) зэрэг жижгэрүүлсэн нэгжүүдийг хэрэглэдэг. Конденсаторын ялтсын завсарт цэнэг шилжихээс хамгаалж тусгаарлагч материал хийдэг. Тусгаарлаг туйлширсны улмаас цахилгаан орон нь ε дахин сулардаг. Үүнийг тооцвол хавтгай конденсаторын цахилгаан багтаамж

C=ε∙ε_0∙〗_d^S

Үүний ε нь тусгаарлагчийн диэлектрик нэвтрүлэх чадвар, S нь ялтсын талбай, d нь ялтсын хоорондох зай. Эндээс үзэхэд конденсаторын цахилгаан багтаамжийг их болгохын тулд ялтсуудыг ойртуулах, талбайг томруулах, ε ихтэй тусгаарлагч материал хэрэглэх шаардлагатай ажээ. Вакуумд ε=1 байна. Цахилгаан схемд конденсаторуудыг зэрэгцээ ба цуваа холболтоор холбох шаардлаг тулгардаг учир конденсаорын системийн ерөнхий багтаамжийг олох хэрэгцээ үүсдэг.

Зэрэгцээ холболт

Конденсаторуудын хүчдэл нь ижил байна.

q1=C1V q2=C2V

Конденсаторуудын нэг талын ялтсын цэнэгийн нийлбэр нь системийн нийт цэнэгийн хэмжээг илэрхийлнэ.

q=q1+q2=CV
C=C1+C2 (зэрэгцээ холболт)

Цуваа холболт

Конденсаторуудын дотоод ялтсуудын цэнэгийн нийлбэр тэг буюу цахилгаан саармаг байна. Иймд конденсаторуудын цэнэг тэнцүү байна. Харин конденсаторуудын хүчдэлүүдийн нийлбэр нь ерөнхий хүчдэл болно.

q=C1V1 q=C2V2
q=C(V1+V2)
1/C=1/C_1 +1/C_2 (цуваа холболт)