E=/(o)=q/(oS) (9.5)
ko‘rinishda bo‘ladi. Bu yerda – qoplamadagi zaryadning sirt zichligi. (9.4) ifodadagi maydon kuchlanganligi o‘rniga (9.5) ni qo‘ysak, potensiallar ayirmasi uchun qo‘yidagi tenglikni olamiz:
1–2=qd/(oS). (9.6)
Bu ifodani (9.3) tenglik bilan taqqoslasak, izlayotgan yassi kondensator sig‘imi qo‘yidagi formula bilan ifodalanishini topish mumkin:
C=oS/d. (9.7)
Bun ifodadan kondensatorning elektr sig‘imini orttirish uchun qoplamalar yuzasini kattalashtirish yoki ular orasidagi masofani kichiklashtirish zarur ekan, degan xulosaga kelish mumkin. Ammo bu usul bilan kerak bo‘lgan sig‘imni hosil qilish noqulaydir. Buning o‘rniga bir necha kondensatorni bir-biriga maxsus usullarda ulab, kerak bo‘lgan sig‘imni hosil qilish mumkin.
Bu ulash usullarining ikki turi: 1. ketma-ket ulash; 2. parallel ulash
orqali natijaviy sig‘imlarni hosil qilish bilan tanishaylik.
1. Kondensatorlarni ketma-ket ulash
Ketma-ket ulashda (9.2-rasm) kondensatorning musbat zaryadli qoplamasi qo‘shni kondensatorning manfiy zaryadli qoplamasi bilan ulangan (tutashgan) bo‘ladi. Demak, barcha qoplamalar zaryadlari qiymati bo‘yicha o‘zaro teng, ammo har bir ulangan ikkita qoplamalar sistemasida umumiy zaryad miqdori nolga teng bo‘ladi. Bunda umumiy potensiallar ayirmasi har bir kondensator uchun alohida taqsimlanadi, ya’ni:
=i.
K etma-ket ulangan kondensatorlarning ixtiyoriy bittasi uchun:
=q/Ci (9.8)
ifodani yozish mumkin. Ikkinchi tomondan, barcha kondensatorlar uchun
=q/C= .
bo‘ladi.
Bundan, ketma-ket ulangan n ta kondensatorning umumiy sig‘imi
1/C=1/C1+1/C2+...+1/Cn (9.9)
ifoda bo‘yicha aniqlanar ekan.
Demak, kondensatorlar ketma-ket ulansa, umumiy sig‘im kamayadi. Ketma-ket ulash sxemasi 9.2-rasmda keltirilgan.
2. Kondensatorlarni parallel ulash
Parallel ulangan kondensatorlar qoplamasidagi potensiallar ayirmasi barcha kondensatorlar uchun bir xil bo‘lib, 1–2 ga ( ga) teng. Agar kondensatorlar sig‘imi C1, C2, C3 va hokazo bo‘lsa, bu holda har-bir kondensatordagi zaryadni
q1=C1(1–2)
q2=C2(1–2) (9.10)
.................
qn=Cn(1–2)
ifodalar yordamida aniqlash mumkin. Barcha kondensatorlarning umumiy zaryadi
q=q1+q2+q3=C1(1–2)+C2(1–2)+...+C3(1–2)
q=(1–2) (9.11)
C= =C1+C2+...+Cn. (9.12)
Bundan ko‘rinadiki, umumiy sig‘im ulangan kondensatorlar sig‘imlari qiymatlarining arifmetik yig‘indisiga teng bo‘lar ekan. Kondensatorlarni parallel ulash sxemasi 9.3-rasmda keltirilgan.
Bu ishda kondensatorlarning sig‘imlari Uitston ko‘prigi yordamida aniqlanadi. Ma’lumki, kondensator qoplamalari orasida dielektrik qatlam qo‘yilganligi sababli o‘zgarmas tok kondensatordan o‘tmaydi.
S hu sababli ishni bajarishda o‘zgaruvchan tokdan foydalaniladi.
Agar kondensatorning qoplamalari o‘zgaruvchan tok manbaiga ulansa, u holda kondensator qoplamalari davriy ravishda zaryadlanib hamda zaryadsizlanib turadi. Shu sababli kondensatorni o‘zgaruvchan tok yo‘lidagi o‘tkazgich deb hisoblash mumkin.
Kuzatilayotgan zanjir sinuslar qonuni bo‘yicha o‘zgaruvchi elektr yurituvchi kuchi (EYK) bo‘lgan tok manbaiga ulangan bo‘lsin, ya’ni
=osint (9.13)
Bu yerda – EYK ning ixtiyoriy t momentdagi qiymati, o – EYUK ning maksimal (amplitudaviy) qiymati, – davriy chastota.
=2/T.
Kondensator qoplamasidagi zaryad miqdorini sig‘im formulasiga ko‘ra qo‘yidagicha aniqlash mumkin:
q=C=Cosint. (9.14)
Demak, qoplamalardagi zaryad ham sinuslar qoidasi bo‘yicha o‘zgaradi.
(9.13) ifodani vaqt bo‘yicha differensiallaymiz va bunda zaryadning vaqt bo‘yicha o‘zgarishi tok kuchiga teng ekanligini e’tiborga olamiz:
dq/dt=I=Cocost.
Demak, tok kuchi ham davriy ravishda o‘zgarar ekan. Uning qiymati maksimal (cost=1) bo‘lganda:
I=Co= . (9.15)
ko‘rinishga ega bo‘ladi. (9.15) ifodani Om qonuni formulasi (I=/R) bilan taqqoslasak, 1/C kattalik qarshilik vazifasini o‘tashini bilishimiz mumkin, uni RC – deb belgilab
RC=1/(C) (9.16)
ifodani yozishimiz mumkin. RC – kondensatorning sig‘imiy qarshiligi.
Kondensatorning sig‘imini o‘lchash uchun qo‘llaniladigan elektr zanjir sxemasi (Uitston ko‘prigi sxemasi) 9.4-rasmda tasvirlangan. Bu sxemada –o‘zgaruvchan EYUK manbai, Co – sig‘imi ma’lum bo‘lgan kondensator, Cx – sig‘imi noma’lum bo‘lgan kondensator, K – kalit, zanjirning CD qismidagi telefon ko‘prik vazifasini o‘taydi. Zanjirning A va B nuqtalari reoxordga ulangan simning D uchi reoxord bo‘ylab harakatga keltirilib telefonda tok o‘tishi to‘xtagan holat topiladi. Bu telefonda tovush bo‘lmasligiga ko‘ra aniqlanadi. Bu holatni ko‘prikning muvozanat holati deyiladi. Tabiiyki, bunda C va D nuqtalardagi potensiallar tenglashgan bo‘ladi (C=D). Reoxord simining D nuqtaga nisbatan chap va o‘ng qismlari uzunligini mos ravishda l1 va l2 deb belgilab olamiz. Ular reoxord elkalari deb ataladi. Ko‘prikning muvozanat holati (ID=0) da 9.4-rasmdagi elektr zanjiriga nisbatan qo‘yidagi ayniyatlarni yozish mumkin:
IC=Ix va I1=I2. (9.17)
S huningdek, C va D nuqtalarda potensiallar qiymatlarining tengligi (C=D) dan ACDA kontur uchun
A–C=A–D (9.18)
yoki
IxRx=I1R1. (9.19)
SHuningdek, CBDC kontur uchun
IoRCo=I2R2 (9.20)
ni yozish mumkin. (9.19) va 9.20) tengliklarning chap va o‘ng tomonlarining nisbatini olamiz hamda tok kuchlari uchun (9.17) ifodalardan foydalanib noma’lum qarshilik uchun:
RCx=RCo (9.21)
tenglamaga kelish mumkin. Bu yerda RCx va RCo – sig‘imiy qarshiliklardir. Reoxordning simini bir jinsli hamda ko‘ndalang kesimi S o‘zgarmas metall sim deb hisoblab, qarshilikning bizga tanish bo‘lgan
R=
ifodasini R1 va R2 lar uchun yozib quyidagi
RCx=RCo (9.22)
tenglikka ega bo‘lamiz. (9.18) va (9.22) formulalardan qo‘yidagi ifodani topamiz:
Cx=Co . (9.23)
Bu ifoda noma’lum sig‘imni Co, l1 va l2 – ma’lum qiymatlar orqali topishga imkon beradi.
Do'stlaringiz bilan baham: |