CCI20111111056

i pojemność równoważna wyniesie

C = ^C{)-    (4-8)

n

Kondensatory można też połączyć równolegle (rys. 4-9). W tym przypadku poszczególne kondensatory będą pod tym samym napięciem U, natomiast ładunki ich będą różne, zależnie od ich pojemności, a mianowicie

Qi = CjU, Q₂ = C₂U, Q₃ - C₃U

^01! ^0 ia ^0 jj	A -o-
»-0 6-5 U, u, u, w----a_	U	^+Q, c,~ - -a,	! Ji_!	i >>

Rys. 4-8. Połączenie szeregowe kondensatorów

Rys. 4-9. Połączenie równoległe kondensatorów

Ładunek doprowadzony do kondensatorów połączonych równolegle

Q — Qi + Q₂+Q₃ = U (C! + C₂+C₃)

Pojemność równoważna

C =    = Ci+ C₂+C₃    (4-9)

W przypadku n jednakowych kondensatofów o pojemności C₀ pojemność zastępcza

C = nC₀    (4-10)

4.6 Energia pola elektrycznego

Omówiony już proces ładowania kondensatora polega na tym, że do okładziny kondensatora połączonej z ujemnym biegunem źródła napięcia dopływają elektrony swobodne, natomiast z drugiej okładziny połączonej z dodatnim biegunem źródła napięcia odpływa do źródła taka sama ilość elektronów. Ten przepływ elektronów swobodnych trwa bardzo krótko (ułamek sekundy) do chwili wyrównania się potencjałów okładzin kondensatora z potencjałami biegunów źródła napięcia. A zatem proces ładowania kondensatora jest związany z przepływem ładunków elektrycznych pomiędzy okładzinami kondensatora poprzez źródło napięcia, chociaż przepływ ten nie tworzy obwodu zamkniętego (elektrony nie mogą przeniknąć przez warstwę dielektryku), to jednak ten krótkotrwały przepływ elektronów nazywamy prądem ładowania kondensatora. Jest to prąd malejący, trwający ułamek sekundy, dopóki napięcie między okładzinami kondensatora nie osiągnie wartości napięcia źródła (rys. 4-10). Napięcie na okładzinach oznaczone przez u_t stopniowo wzrasta, aż przy końcu ładowania osiągnie wartość U.

Rys. 4-10. Wykres zmienności prądu i napięcia podczas ładowania kondensatora

W celu naładowania kondensatora o pojemności C do napięcia U, tj. przeniesienia ładunku Q z jednej okładziny na drugą, źródło napięcia musi wykonać pracę, która nagromadzi się w polu elektrycznym kondensatora w postaci energii elektrycznej. Wartość tej nagromadzonej energii wyniesie

W_el = yUQ = yCU²    (4-11)

O istnieniu tej energii można przekonać się rozładowując kondensator przez połączenie jego okładzin z małą żarówką. Żarówka rozżarzy się na chwilę kosztem energii pola elektrycznego kondensatora.

W urządzeniach elektrycznych o znacznej pojemności, na przykład w kablach (sieciach kablowych), po odłączeniu ich od źródła napięcia mogą pozostać znaczne ilości energii. Dotknięcie do takiego odłączonego kabla może spowodować wypadek śmiertelny. Przed przystąpieniem do pracy przy kablach elektrycznych po odłączeniu ich źródła należy połączyć przewodzące żyły kabla z ziemią •— rozładowując je — i dopiero wtedy można dotykać żył oraz przedsiębrać zamierzone prace.

113

8 Elektrotechnika