نکات مهم خازن ها

نکته ۱ -ظرفيت خازن ، نسبت بار ذخيره شده در هر خازن به اختلاف پتانسيل دو سر آن است . و با حرف c نشان داده می شود و يکای آن فاراد ( F ) است

C=q/v

نکته ۲ - ظرفيت هر خازن به سه عامل بستگی دارد .

الف) رابطه مستقيم با مساحت صفحات

ب)رابطه معکوس با فاصله ميان صفحات

ج) رابطه مستقيم با جنس دی الکتريک( عايق )

C=εKA/d

ε عددی است ثابت و K ضريب دی الکتريک و A مساحت صفحات و d فاصله ميان صفحات بر حسب متر است .

نکته ۳ - دو خازن هنگامی متوالی هستند که فقط يک طرفشان به يکديگر وصل باشد و سيمی به محل اتصالشان وصل نباشد.

نکته ۴ - دو خازن هنگامی موازی هستند که هر دو صفحه انها به هم وصل باشد .

نکته ۵ - در خازنهای موازی اگر ظرفيت ها را با هم جمع کنيم ظرفيت معادل بدست می آيد.

C_t=C₁+C₂+C₃

نکته ۶ - در خازنهای متوالی اگر معکوس ظرفيت ها را با هم جمع کنيم معکوس ظرفيت معادل بدست می آيد.

c 1/C_t=1/C₁+1/C₂+1/C₃

نکته ۷ - برای محاسبه ظرفيت معادل دو خازن متوالی ٬ نسبت حاصلضرب به مجموع ظرفيت دو خازن را بدست می آوريم .

( C_t=C₁.C₂/ ( C₁+C₂

نکته ۸ - اگر ظرفيت دو خازن متوالی با هم رابطه خاصی ( مثلا دو برابر يا سه برابر ) دارند برای محاسبه ظرفيت معادل می توان ظرفيت خازن بزرگتر را بر يکی بيشر از رابطه آنها تقسيم نمود .

مثلا اگر ظرفيت دو خازن ۴۸ و ۱۶ است پس رابطه آنها سه برابر است و می توان ۴۸ را بر ۳+ ۱ تقسيم نمود .

نکته ۹ - در خازنهای متوالی بار خازنها برابر است و با بار کل خازنها يکی است .

q_t = q₁ = q₂ = q₃

نکته ۱۰ - در خازنهای متوالی اختلاف پتانسيل کل با مجموع اختلاف پتانسيلهای خازنها برابر است .

V_t=V₁+V₂+V₃

نکته ۱۱- در خازنهای موازی بار کل با مجموع بار خازنها برابر است .

q_t=q₁+q₂+q₃

نکته ۱۲ - در خازنهای موازی ولتاژ همه خازنها با هم برابر و با ولتاژ کل يکی است .

V_t=V₁=V₂=V₃

نکته ۱۳- انرژی ذخيره شده در هر خازن از روابط زير محاسبه می شود .

W=1/2CV²

W=1/2q²/C

W=1/2qV

در اين روابط ٬ بار و ظرفيت بايد بر حسب کولن و فاراد نوشته شوند تا انرژی بر حسب ژول بدست آيد .

نکته ۱۴ - اتصال کوناه ، اگر دو سر يکی از اجزا مدار توسط سيم بدون مقاومت به هم وصل شوند ، آن جز مدار به دليل نداشتن اختلاف پتانسيل در دو سر آن از مدار حذف می شود .

نکته ۱۵- اگر در مداری فقط خازن وجود داشته باشد و يا يک خازن بصورت متوالی در مدار اصلی وجود داشته باشد ٬ شدت جريان الکتريکی در آن مدار صفر است پس افت پتانسيل در باتری ايجاد نمی شود و ولتاژ کل با نيروی محرکه باتری برابر می شود . يعنی مقاومت درونی باتری در مدار تاثير ندارد.

نکته ۱۶ - اگر خازن و مقاومت با هم در مداری وجود داشته باشند .برای محاسبه ولتاژ دو سر خازن ، قسمتی از مدار که با آن خازن موازی بسته شده باشند را يافته و ولتاژ آن قسمت را محاسبه کرده که با ولتاژ خازن برابر است .

نکته ۱۷ - اگر به دو سر يک خازن کليد متصل باشد با بسته شدن کليد ٬ اتصال کوتاه شده و آن خازن از مدار حذف می شود .

نکته ۱۸ - اگر خازن پری ( شارژ شده ) را به يک خازن ديگر وصل کنيم . انرژی ذخيره شده قبل و بعد از اتصال با هم برابر نخواهند بود .چون مقداری از انرژی در سيمهای رابط تلف می شود .

نکته ۱۹ - اگر خازنی را شارژ کنيم ، با جدا کردن آن از مدار ٬ بار آن تغيير نمی کند و ثابت می ماند .پس اگر در اين حالت مثلا صفحات آنرا از هم دور کنيم ٬ چون ظرفيت کاهش يافته ( ظرفيت و فاصله صفحات رابطه عکس دارند ) و بار ثابت است ٬ ولتاژ افزايش می يابد ( q=cv ) و انرژی نيز افزايش می يابد .

نکته ۲۰ -اگر خازنی به يک باتری متصل باشد ولتاژ آن ثابت می ماند و در اين حالت بار و انرژی ذخيره شده در آن با ظرفيت رابطه مستقيم دارد.

نکته ۲۱ - اگر ظرفيت معادل دو خازن از ظرفيت هر يک از خازنها کمتر باشد ، آن خازنها متوالی بسته شده اند .

نکته ۲۲ - اگر صفحات همنام دو خازن را به هم وصل کنيم بار کل آنها با مجموع بار بار هريک از خازنها در قبل از اتصال برابر است .

q_t=q₁+q₂

نکته ۲۳ - اگر صفحات غير همنام دو خازن را به هم وصل کنيم بار کل آنها با قدر مطلق تفاضل بار هر يک از خازنها قبل از اتصال برابر است .

q_t=اq₁-q₂ ا

نکته ۲۴ - اگر فضای داخلی يک خازن ، از بالا به پايين با چند ماده دی الکتريک پر شود . برای محاسبه ظرفيت آن بايد ، آن خازن را به تعداد ماده دی الکترک ، خازن جداگانه در نظر گرفت که بطور موازی به يکديگر بسته شده اند .

نکته ۲۵ - اگر فضای داخلی يک خازن از چپ به راست با چند ماده دی الکتريک پرشده باشد . برای محاسبه ظرفيت آن بايد ٬ آن خازن را به تعداد مواد دی الکتريک به خازنهای جداگانه تبديل کرد که بايکديگر بطور متوالی بسته شده اند .