Pojemność Kondensatora z Dwoma Dielektrykami – Jak to Obliczyć?

Masz problem z obliczeniem pojemności kondensatora z dwoma dielektrykami? Bez obaw! W tym artykule pokażemy krok po kroku, jak się za to zabrać. Omówimy, jak połączyć kondensatory, zastosować odpowiednie wzory i nie dać się zastraszyć wzorom geometrycznym! Zapnij pasy – będzie zabawnie i merytorycznie.

Jak Obliczyć Pojemność Kondensatora z Dwoma Dielektrykami?

Treść zadania i  rysunek powyżej. W zadaniu chodzi o to żeby obliczyć pojemność kondensatora jeśli między okładkami znajdują się dwie okładki polimerowe. Troszeczeczkę w tym zadaniu już się zdradziłem, bo na rysunku zaznaczyłem, że każdy z dielektryków należy traktować jako osobny kondensator. Zgadza się, to jest metoda na tego typu zadanie J. 

Krok 2: Czy Połączenie Jest Szeregowe, Czy Równoległe?

Jeśli każdy z polimerów jest osobnym kondensatorem a my mamy obliczyć pojemność całkowitą takiego układu to nasuwa się podstawowe pytanie jak te kondensatory są ze sobą połączone? W sposób równoległy czy w sposób szeregowy? Zanim odpowiem na to pytanie to na szybko spróbujmy sobie przypomnieć czym charakteryzuje się połączenie szeregowe. Rysunek poniżej wszystko wyjaśnia.

W połączeniu szeregowym chodzi o to, że jeden kondensator jest podłączony do jednego bieguna źródełka (koniec białej strzałeczki na źródełku), a drugi kondensator do przeciwnego bieguna źródełka( początek strzałeczki na źródełku). Dokładnie tak samo jest w naszym przypadku. Zobacz, jeden polimer jest podłączony do dodatniego źródła napięcia, a drugi polimer do drugiego źródła napięcia. Dokładnie tak samo jak w połączeniu szeregowym. Dobrze, a więc nasz układ składa się z dwóch kondensatorów, które są połączone szeregowo.

Krok 3: Pojemność Całkowita – Magiczny Wzór na kondensatory połączone szeregowo

Skoro wiemy już, że kondensatory są połączone szeregowo, czas na użycie magicznego wzoru: w połączeniu szeregowym sumujemy odwrotności pojemności poszczególnych kondensatorów, aby uzyskać pojemność całkowitą.

W 

Krok 4: Co, Jeśli Nie Znamy Pojemności?

W treści zadania nie podano bezpośrednio wartości pojemności kondensatorów, ale nie ma się czym martwić! Na szczęście mamy wzór geometryczny na pojemność kondensatora z dielektrykiem:

Ja ten wzór nazywam wzorem geometrycznym, dlatego że zawiera on w sobie typowe dane geometryczne, tj. powierzchnia okładek czy grubość kondensatora. Wszystkie te dane znamy z treści zadania tak więc bez problemu możemy obliczyć pojemności każdego kondensatora z osobna. Poniżej rozwiązanie

A znając już pojemności każdego kondensatora z osobna spokojnie możemy wrócić do początkowego wzoru na pojemność zastępczą, podstawić dane i gotowe. J 

Podsumowanie: Jak Obliczyć Pojemność Kondensatora z Dwoma Dielektrykami?

Dzięki naszej metodzie krok po kroku wiesz już, jak obliczyć pojemność kondensatora z dwoma dielektrykami. Dzielisz układ na części, ustalasz połączenie szeregowe, korzystasz z odpowiednich wzorów – i pojemność całkowita gotowa!

Chcesz Więcej?

To zadanie znajdziesz także na moim kanale YouTube – tam omawiam je z rysunkami i dodatkowymi wyjaśnieniami! Obejrzyj film i zostań mistrzem elektrostatyki!

Po więcej solidnej wiedzy i trików zajrzyj na mój kurs online z elektrostatyki – tam wszystko stanie się jasne, a kondensatory nie będą miały przed Tobą tajemnic kursu online z elektrostatyki