Výpočet kapacity doskového kondenzátora
Odvodenie vzťahu pre výpočet kapacity dvojlinky a koaxiálneho kábla vyžaduje znalosti vyššej matematiky. Vzťahy je možné nájsť v elektrotechnických tabuľkách. Najjednoduchší je výpočet kapacity doskového kondenzátora za predpokladu, že sa celé elektrické pole nachádza medzi jeho rovnobežnými doskami a má všade rovnakú intenzitu a rovnakú indukciu.
Vzťah pre kapacitu :
Kapacitu kondenzátorov môžeme pri daných priestorových možnostiach zväčšiť kvalitným dielektrikom. Dôležitou vlastnosťou dielektrika je okrem relatívnej permitivite εr, tiež elektrická pevnosť od ktorej závisí tiež hrúbka dielektrika a teda tiež výsledná kapacita kondenzátora.
Kapacita doskového kondenzátora narastá s rastúcou plochou dosiek, s klesajúcou vzdialenosťou dosiek a s rastúcou relatívnou permitivitou dielektrika
Schopnosť kondenzátora prijať náboj Q = C.U / C, F, V / zostáva pri zmenách vzdialenosti dosiek rovnaká. Zmenšíme n-krát vzdialenosť dosiek, vzrastie síce n-krát kapacita C, prípustné /prierazné/ napätie sa U sa n-krát zmenší.
Energia elektrického poľa kondenzátora
Pri nabíjaní získava kondenzátor energiu, ktorá je akumulovaná v jeho elektrickom poli.
Kondenzátor môže uchovávať elektrickú energiu. Pri vybíjaní stráca kondenzátor energiu, akumulovanú v elektrickom poli. Energia kondenzátora je priamoúmerná ploche pod jeho nabíjacou krivkou . /obr.1/
Zapojenie kondenzátorov
1.Sériové zapojenie kondenzátorov
Celkový náboj na niekoľkých sériovo zapojených kondenzátorov pripojených na celkové napätie U je menší, než náboj na jedinom z nich pri pripojení na to isté napätie U, pretože dielčie napätia na jednotlivých kondenzátoroch sú menšie než celkové napätie. Sériové zapojenie rovnakých kondenzátorov má podobný efekt ako vloženie mnohovrstvového dielektrika preloženého vodivými vrstvami medzi dosky krajných kondenzátorov pripojených na napájacie napätie.
Výsledná /náhradná/ kapacita sústavy sériovo zapojených kondenzátorov je menšia ako kapacita ktoréhokoľvek kondenzátora tejto sústavy.
Náboje na jednotlivých kondenzátoroch sú rovnaké, pretože dosky dvoch susedných kondenzátorov /jedna kladná a druhá záporná/ sa chovajú ako jediný vodič, v ktorom sa vplyvom influencie rozdelili rovnaké a opačné náboje na protiľahlé povrchy.
Q1 = Q2, U = U1 + U2
Prevrátená hodnota náhradnej /celkovej / kapacity sériovo spojených kondenzátorov je rovná súčtu prevrátených hodnôt kapacít jednotlivých kondenzátorov.
2. Paralelné zapojenie kondenzátorov
Pri paralelnom zapojení kondenzátorov je celkový náboj väčší, než náboj na ktorom hociktorom z paralelne zapojených kondenzátorov. Paralelné spojenie kondenzátorov má podobný efekt ako zväčšenie plochy dosiek kondenzátora vrátane plochy dielektrika medzi nimi.