Sériové zapojenie úbytkov napätia kondenzátorov. Paralelné, sériové a zmiešané zapojenie kondenzátorov

Mnoho rádioamatérov, najmä tých, ktorí prvýkrát začínajú navrhovať elektrické obvody, má otázku, ako pripojiť kondenzátor požadovanej kapacity? Keď je napríklad na niektorom mieste obvodu potrebný kondenzátor s kapacitou 470 uF a takýto prvok je k dispozícii, nebude problém. Ale keď potrebujete vložiť kondenzátor 1000 uF a existujú iba prvky nevhodnej kapacity, na záchranu prídu obvody niekoľkých kondenzátorov spojených dohromady. Prvky je možné spájať pomocou paralelného a sériového zapojenia kondenzátorov samostatne alebo podľa kombinovaného princípu.

Jpg? .Jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/04/1-21-768x410..jpg 260w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/ 04 / 1-21.jpg 960w "sizes =" (max-width: 600px) 100vw, 600px ">

Sériové zapojenie kondenzátorov

Schéma sériového pripojenia

Keď sa použije sériový obvod kondenzátora, náboj každej časti je ekvivalentný. K zdroju sú pripojené len vonkajšie platne, ostatné sa nabíjajú prerozdelením elektrických nábojov medzi nimi. Všetky kondenzátory si zachovávajú rovnaké množstvo náboja na svojich platniach. Je to spôsobené tým, že každý nasledujúci prvok dostane náboj od susedného prvku. V dôsledku toho platí nasledujúca rovnica:

q = q1 = q2 = q3 =…

Je známe, že keď sú odporové prvky zapojené do série, ich odpory sa spočítajú, ale kapacita kondenzátora zahrnutého v takomto elektrickom obvode sa vypočíta inak.

Pokles napätia na jednotlivých prvkoch kondenzátora závisí od jeho kapacity. Ak sú v sériovom elektrickom obvode tri kondenzátorové prvky, vytvorí sa výraz pre napätie U na základe Kirchhoffovho zákona:

U = U1 + U2 + U3,

navyše U = q/C, U1 = q/C1, U2 = q/C2, U3 = q/C3.

Nahradením hodnôt napätí na oboch stranách rovnice sa ukáže:

q/C = q/C1 + q/C2 + q/C3.

Keďže elektrický náboj q je rovnaká veličina, môžeme ňou deliť všetky časti výsledného výrazu.

Výsledný vzorec pre kapacity kondenzátorov:

1/C = 1/C1+1/C2+1/C3.

Dôležité! Ak sú kondenzátory zapojené do sériového obvodu, prevrátená hodnota výslednej kapacity sa rovná súčtu recipročných hodnôt jednotkových kapacít.

Jpg? .Jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/04/2-20-768x476..jpg 120w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/ 04 / 2-20.jpg 913w "sizes =" (max-width: 600px) 100vw, 600px ">

Funkcie sériového pripojenia

Príklad.Tri kondenzátorové prvky sú zapojené do sériového obvodu a majú kapacity: C1 = 0,05 μF, C2 = 0,2 μF, C3 = 0,4 μF.Vypočítajte celkovú kapacitnú hodnotu:

1. 1 / С = 1 / 0,05 + 1 / 0,2 + 1 / 0,4 = 27,5;
2. C = 1/27,5 = 0,036 μF.

Dôležité! Keď sú kondenzátorové prvky zapojené do série, celková kapacitná hodnota nepresahuje najmenšiu kapacitu jednotlivého prvku.

Ak reťazec pozostáva iba z dvoch komponentov, vzorec sa prepíše takto:

C = (C1 x C2) / (C1 + C2).

V prípade vytvorenia obvodu dvoch kondenzátorov s rovnakou kapacitnou hodnotou:

C = (C x C) / (2 x C) = C / 2.

Sériovo zapojené kondenzátory majú reaktanciu závislú od frekvencie pretekajúceho prúdu. Na každom kondenzátore napätie v dôsledku prítomnosti tohto odporu klesá, preto sa na základe takéhoto obvodu vytvorí kapacitný delič napätia.

Png? X15027 "alt =" (! LANG: Kapacitný delič napätia" width="575" height="404">!}

Kapacitný delič napätia

Vzorec pre kapacitný delič napätia:

U1 = U x C / C1, U2 = U x C / C2, kde:

• U je napájacie napätie obvodu;
• U1, U2 - pokles napätia na každom prvku;
• C je celková kapacita okruhu;
• C1, C2 - kapacitné indikátory jednotlivých prvkov.

Výpočet poklesu napätia na kondenzátoroch

Napríklad existuje sieť 12 V AC a dva alternatívne obvody na pripojenie sériových kondenzátorových prvkov:

• prvý je na pripojenie jedného kondenzátora C1 = 0,1 μF, ďalšieho C2 = 0,5 μF;
• druhý je C1 = C2 = 400 nF.

Prvá možnosť

1. Celková kapacita okruhu C = (C1 x C2) / (C1 + C2) = 0,1 x 0,5 / (0,1 + 0,5) = 0,083 μF;
2. Pokles napätia na jednom kondenzátore: U1 = U x C / C1 = 12 x 0,083 / 0,1 = 9,9 V
3. Na druhom kondenzátore: U2 = U x C / C2 = 12 x 0,083 / 0,5 = 1,992 V.

Druhá možnosť

1. Výsledná kapacita je C = 400 x 400 / (400 + 400) = 200 nF;
2. Pokles napätia U1 = U2 = 12 x 200/400 = 6 V.

Podľa výpočtov možno dospieť k záveru, že ak sú pripojené kondenzátory s rovnakými kapacitami, napätie sa rozdelí rovnako na oba prvky, a keď sa kapacitné hodnoty líšia, potom sa zvýši napätie na kondenzátore s nižšou kapacitnou hodnotou a naopak.

Paralelné a kombinované pripojenie

Paralelné zapojenie kondenzátorov je znázornené inou rovnicou. Na určenie celkovej kapacitnej hodnoty stačí nájsť množinu všetkých hodnôt samostatne:

C = C1 + C2 + C3 + ...

Na každý prvok bude privedené rovnaké napätie. Preto na posilnenie kapacity musí byť niekoľko častí zapojených paralelne.

Ak sú pripojenia zmiešané, sériovo-paralelné, potom ekvivalentné alebo zjednodušené elektrické obvody sa používajú pre takéto obvody. Každá oblasť obvodu sa vypočíta samostatne a potom, čo ich predstavuje s vypočítanými kapacitami, sa spojí do jednoduchého obvodu.

Png? .Png 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/04/4-2-768x350..png 927w "sizes =" (max-width: 600px) 100vw, 600px ">

Možnosti získania ekvivalentných obvodov

Vlastnosti výmeny kondenzátorov

Napríklad existuje sieťové napájanie 12 VAC a dve alternatívne skupiny kondenzátorových prvkov v sérii.

Kondenzátory sú zapojené do série, aby sa zvýšilo napätie, pri ktorom zostávajú v prevádzke, ale ich celková kapacita klesá v súlade so vzorcom na jej výpočet.

Zmiešané spájanie kondenzátorov sa často používa na vytvorenie požadovanej kapacitnej hodnoty a zvýšenie napätia, ktoré sú časti schopné vydržať.

Môžete si dať variant, ako spojiť viacero komponentov, aby ste dosiahli požadované parametre. Ak je potrebný kondenzátorový prvok 80 μF pri 50 V, ale pri 25 V kondenzátoroch je len 40 μF, musí sa vytvoriť nasledujúca kombinácia:

1. Zapojte dva 40 μF / 25 V kondenzátory do série pre celkovo 20 μF / 50 V;
2. Teraz prichádza na rad paralelné zapojenie kondenzátorov. Dvojica skupín kondenzátorov zapojených do série, vytvorených v prvom stupni, je zapojená paralelne, získate 40 μF / 50 V;
3. Spojte dve skupiny zostavené paralelne, výsledkom čoho je 80 μF / 50 V.

Dôležité! Aby sa zosilnili napäťové kondenzátory, je možné ich kombinovať do sériového elektrického obvodu. Zvýšenie celkovej kapacitnej hodnoty sa dosiahne paralelným zapojením.

Body, ktoré je potrebné zvážiť pri vytváraní reťaze:

1. Pri pripájaní kondenzátorov je najlepšou možnosťou vziať prvky s málo odlišnými alebo rovnakými parametrami kvôli veľkému rozdielu vo vybíjacích napätiach;
2. Na vyrovnanie zvodových prúdov je ku každému kondenzátorovému prvku (paralelne) pripojený vyrovnávací odpor.

Data-lazy-type = "image" data-src = "http://elquanta.ru/wp-content/uploads/2018/04/5-13-600x259.jpg?.jpg 600w, https: // elquanta. ru / wp-content / uploads / 2018/04 / 5-13-768x331..jpg 800w "sizes =" (max-width: 600px) 100vw, 600px ">

Ohodnoťte článok:

Kondenzátory sa používajú takmer na každej elektronickej doske, sú tiež inštalované v silových obvodoch. Aby komponent mohol vykonávať svoje funkcie, musí mať určité vlastnosti. Niekedy nastane situácia, keď potrebný tovar nie je v akcii alebo je jeho cena neprimerane vysoká.

Z tejto situácie sa môžete dostať pomocou niekoľkých prvkov a potrebné charakteristiky sa získajú paralelným a sériovým zapojením kondenzátorov medzi sebou.

Trochu teórie

Kondenzátor je pasívna elektronická súčiastka s premenlivou alebo konštantnou kapacitou, ktorá je určená na uchovávanie náboja a energie elektrického poľa.

Pri výbere týchto elektronických komponentov sa riadia dvoma hlavnými charakteristikami:

Symbol pre nepolárny konštantný kondenzátor v diagrame je znázornený na obr. 1, a. Pre polárnu elektronickú súčiastku je dodatočne zaznamenaná kladná svorka - obr. 1, b.

Spôsoby pripojenia kondenzátorov

Zloženie kondenzátorových bánk umožňuje meniť celkovú kapacitu alebo prevádzkové napätie. Na tento účel je možné použiť nasledujúce spôsoby pripojenia:

• konzistentný;
• paralelný;
• zmiešané.

Sériové pripojenie

Sériové zapojenie kondenzátorov je znázornené na obr. 1, c. Takéto zapojenie sa používa hlavne na zvýšenie prevádzkového napätia. Faktom je, že dielektrika každého z prvkov sú umiestnené jeden po druhom, preto sa pri takomto spojení pridávajú napätia.

Celková kapacita sériovo zapojené prvky možno vypočítať pomocou vzorca, ktorý pre tri komponenty bude mať tvar znázornený na obr. 1, napr.

Po transformácii do pre nás známejšej podoby bude mať vzorec podobu obr. 1, g.

Ak majú komponenty zapojené do série rovnakú kapacitu, potom sa výpočet výrazne zjednoduší. V tomto prípade možno celkovú hodnotu určiť vydelením nominálnej hodnoty jedného prvku ich počtom. Napríklad, ak chcete určiť, aká je kapacita, keď sú dva 100 μF kondenzátory zapojené do série, potom túto hodnotu možno vypočítať vydelením 100 μF dvoma, to znamená, že celková kapacita je 50 μF.

Zjednodušte čo najviac výpočty sériovo zapojených komponentov, umožňuje používanie online kalkulačiek, ktoré sa dajú bez problémov nájsť na nete.

Paralelné pripojenie

Paralelné zapojenie kondenzátorov je znázornené na obr. 1, d. Pri tomto zapojení sa prevádzkové napätie nemení, ale pridávajú sa kapacity. Preto sa na získanie veľkokapacitných batérií používa paralelné zapojenie kondenzátorov. Kalkulačka na výpočet celkovej kapacity nie je potrebná, pretože vzorec má najjednoduchšiu formu:

C suma = C1 + C2 + C3.

Pri montáži batérie na spustenie trojfázových asynchrónnych elektromotorov sa často používa paralelné pripojenie elektrolytických kondenzátorov. Je to spôsobené veľkou kapacitou tohto typu prvkov a krátkym časom rozbehu elektromotora. Tento režim prevádzky elektrolytických komponentov je prípustný, ale mali by sa zvoliť tie prvky, pre ktoré je menovité napätie aspoň dvojnásobkom sieťového napätia.

Zmiešané zaradenie

Zapojenie zmiešaného kondenzátora je kombináciou paralelného a sériového pripojenia.

Schematicky môže takýto reťazec vyzerať inak. Ako príklad zvážte obvod znázornený na obr. 1, e. Batéria pozostáva zo šiestich prvkov, z ktorých C1, C2, C3 sú zapojené paralelne a C4, C5, C6 sú zapojené do série.

Prevádzkové napätie možno určiť sčítaním menovitých napätí C4, C5, C6 a napätia jedného z paralelne zapojených kondenzátorov. Ak majú paralelne zapojené prvky rôzne menovité napätia, potom sa na výpočet použije menšie z troch.

Na určenie celkovej kapacity sa okruh rozdelí na úseky s rovnakým spojením prvkov, pre tieto úseky sa urobí výpočet a následne sa určí celková hodnota.

Pre náš obvod je postupnosť výpočtov nasledovná:

1. Určte kapacitu paralelne zapojených prvkov a označte ju C 1-3.
2. Vypočítame kapacitu sériovo zapojených prvkov C 4-6.
3. V tejto fáze môžete nakresliť zjednodušený ekvivalentný obvod, v ktorom sú namiesto šiestich prvkov znázornené dva - C 1-3 a C 4-6. Tieto prvky obvodu sú zapojené do série. Zostáva vypočítať takéto spojenie a dostaneme požadované.

V živote môže byť podrobná znalosť zmiešaného spojenia užitočná iba pre rádioamatérov.

Ak potrebujete súrne opraviť zariadenie, ale nie je potrebný kondenzátor, môžete zvýšiť kapacitu kondenzátora, ako je známe zo školských osnov, pripojením niekoľkých zariadení do jedného obvodu.

Takýto problém môže nastať aj vtedy, ak napríklad požadovaná nominálna hodnota nie je v predaji, teda pre neštandardné spojenia, napríklad pri rádiotechnických experimentoch.

Elektrická kapacita

Pri pripájaní zariadení na kondenzáciu náboja sa technika spravidla zaujíma o elektrickú kapacitu, ktorej výsledkom bude výsledok.

Elektrická kapacita ukazuje schopnosť siete s dvoma terminálmi akumulovať v sebe náboj a meria sa vo faradoch. Môže sa zdať, že čím vyššia je táto hodnota, tým lepšie, ale v praxi neexistuje spôsob, ako vytvoriť všetky možné kapacity na svete, navyše to často nie je potrebné, keďže vo všetkých dennodenne používaných zariadeniach, napr. používajú sa štandardné kondenzačné zariadenia.

Do okruhu je možné zapojiť viacero zariadení na kondenzáciu, čím vznikne jeden kondenzačný výkon, pričom hodnota charakteristickej hodnoty bude závisieť od typu zapojenia a na jej výpočet existujú už dávno známe vzorce.

Paralelné pripojenie

V obvode sú dva typy spojovacích zariadení: sériové a paralelné. Každý z nich má svoje vlastné vlastnosti, ale spravidla sa používa paralelné pripojenie kondenzátorov.

Paralelné pripojenie má nasledujúce vlastnosti:

1. Kapacita kompozitnej dvojportovej siete sa zvyšuje v porovnaní s každým jednotlivým zariadením.
2. Sieťové napätie sa nemení.

Je lepšie pripojiť kondenzátory na zvýšenie kapacity, ako ukazujú vlastnosti, týmto spôsobom. Aby ste to dosiahli, musíte pripojiť vodiče z každej dvojportovej siete v skupinách: každá z nich má dva vodiče. Musíte vytvoriť dve skupiny: v jednom pripojte všetky kondenzátory z jedného terminálu a v druhom zo zvyšných.

Pri takomto zapojení tvoria zariadenia na kondenzáciu jednu nádobu, preto je správny nasledujúci vzorec: С = С1 + С2 + ... СN, kde N je počet kondenzátorov v obvode.

Napríklad, ak existujú nominálne hodnoty 50μF, 100μF a 150μF, potom pri sériovom zapojení bude celková hodnota v obvode 300μF.

V reálnom živote sa toto zapojenie používa pomerne často, napríklad ak sa pri výpočtoch ukázalo, že je potrebné také dvojpólové zariadenie, ktoré sa v predaji určite nenájde. Pomocou tejto metódy môžete meniť kapacitu kondenzátora podľa potreby, pričom nemeníte napätie v sieti.

Vlastnosti série kondenzátorov:

1. Kapacita sériovo zapojených zariadení na kondenzáciu náboja, na rozdiel od kapacity paralelne zapojených kondenzátorov, klesá.
2. Napätie na spotrebičoch stúpa.

Na takéto spojenie stačí pripojiť svorky dvoch koncových zariadení k sebe a vytvoriť reťaz: svorka prvého bude spojená so svorkou druhého, zostávajúca svorka druhého so svorkou tretieho a tak ďalej.

Vzorec pripojenia: 1 / (1 / C1 + 1 / C2 +… + 1 / CN), kde N je počet zariadení v pripojení.

Napríklad sú to tri 100μF kondenzátory. 1/100 + 1/100 + 1/100 = 0,03 μF. 1 / 0,03 = 33 μF.

Náboje budú rozdelené so striedavým znamienkom a kapacitná hodnota bude obmedzená len tým istým pre najslabší článok v okruhu. Akonáhle dostane svoj náboj, prenos prúdu v obvode sa zastaví.

Prečo potom potrebujete podobný spôsob pripojenia? Takéto reťaz je stabilnejšia a môže odolať vyššiemu napätiu pri pripojení k obvodu s nižším kapacitným menovitým výkonom kondenzátora. V predaji sú však zariadenia, ktoré už majú potrebné vlastnosti, a preto sa takéto spojenie v živote prakticky nepoužíva, a ak sa používa, potom na špecifické úlohy.

Zmiešaný spôsob

Kombinuje paralelné a sériové pripojenie.

Zároveň pre úseky so sériovým zapojením sú charakteristické vlastnosti sériového zapojenia a pre úseky s paralelným zapojením vlastnosti paralelného.

Používa sa vtedy, keď kapacita ani menovité napätie komerčne dostupných zariadení nie sú vhodné pre danú úlohu. Tento problém sa zvyčajne vyskytuje v rádiovom inžinierstve.

Ak chcete určiť celkovú hodnotu elektrickej kapacity, musíte najprv určiť rovnakú hodnotu pre paralelne zapojené dvojportové siete a potom pre ich sériové pripojenie.

Porovnanie rôznych možností

Na výber pripojenia môžete použiť nasledujúcu tabuľku. Vľavo je typ pripojenia zariadení, hore sú vlastnosti zariadenia pre kondenzáciu náboja.

Ak potrebujete zvýšiť kapacitu, potom musíte použiť paralelné pripojenie a ak zvýšite napätie, potom sériové pripojenie. Ak sú potrebné oboje, potom bude potrebné vypočítať zmiešané zapojenie kondenzátorov v obvode.

Akákoľvek elektronika v dome môže zlyhať. Nemali by ste však okamžite bežať do služby - dokonca aj nováčik rádioamatér dokáže diagnostikovať a opraviť najjednoduchšie zariadenia. Napríklad vyhorený kondenzátor je viditeľný voľným okom. Ale čo ak nie je po ruke žiadna časť vhodnej denominácie? Samozrejme, spojte 2 alebo viac do reťaze. Dnes budeme hovoriť o pojmoch, ako je paralelné a sériové pripojenie kondenzátorov, prídeme na to, ako to vykonať, dozvieme sa o spôsoboch pripojenia, pravidlách jeho implementácie.

Prečítajte si v článku:

Neexistuje žiadny kondenzátor požadovanej hodnoty: čo robiť

Veľmi často sa začínajúci domáci remeselníci, ktorí zistili poruchu zariadenia, snažia nezávisle nájsť príčinu. Keď vidia vyhorenú časť, snažia sa nájsť podobnú, a ak sa to nepodarí, odvezú zariadenie na opravu. V skutočnosti nie je potrebné, aby sa metriky zhodovali. Menšie kondenzátory môžete použiť tak, že ich zapojíte do obvodu. Hlavná vec je urobiť to správne. Súčasne sa dosiahnu 3 ciele naraz - eliminuje sa rozpad, získajú sa skúsenosti, ušetria sa prostriedky rodinného rozpočtu.

Pokúsme sa zistiť, aké spôsoby pripojenia existujú a na aké úlohy je navrhnuté sériové a paralelné pripojenie kondenzátorov.

Pripojenie kondenzátorov k batérii: spôsoby implementácie

Existujú 3 spôsoby pripojenia, z ktorých každý má svoj vlastný špecifický účel:

1. Paralelné- v prípade potreby sa vykonáva na zvýšenie kapacity, pričom napätie zostáva na rovnakej úrovni.
2. Dôsledné- opačný efekt. Napätie sa zvyšuje, kapacita klesá.
3. Zmiešané- zvýšenie kapacity aj napätia.

Teraz sa pozrime na každú z metód podrobnejšie.

Paralelné zapojenie: obvody, pravidlá

Je to vlastne celkom jednoduché. Pri paralelnom zapojení možno výpočet celkovej kapacity vypočítať najjednoduchším sčítaním všetkých kondenzátorov. Konečný vzorec bude vyzerať takto: C celk = C1 + C2 + C3 + ... + Cn ... V tomto prípade zostane napätie na každom z ich prvkov nezmenené: V celkom = V1 = V2 = V3 =... = V n .

Spojenie s takýmto pripojením bude vyzerať takto:

Ukazuje sa, že takáto inštalácia zahŕňa pripojenie všetkých kondenzátorových dosiek k napájacím bodom. Toto je najbežnejšia metóda. Ale môže nastať situácia, kedy je dôležité zvýšiť napätie. Poďme zistiť, ako to urobiť.

Sériové pripojenie: menej používaná metóda

Pri použití spôsobu zapojenia kondenzátorov do série sa napätie v obvode zvyšuje. Skladá sa z napätia všetkých prvkov a vyzerá takto: V celkom = V1 + V2 + V3 +… + V n ... V tomto prípade sa kapacita mení v opačnom pomere: 1 / С celkom = 1 / С₁ + 1 / С₂ + 1 / С₃ + ... + 1 / С n ... Uvažujme zmeny kapacity a napätia pri sériovom zapojení pomocou príkladu.

Dané: 3 kondenzátory s napätím 150 V a kapacitou 300 mikrofarád. Ak ich spojíme do série, dostaneme:

• napätie: 150 + 150 + 150 = 450 V;
• kapacita: 1/300 + 1/300 + 1/300 = 1 / C = 299 mikrofaradov.

Navonok bude podobné spojenie dosiek (dosiek) vyzerať takto:

Takéto spojenie sa vykoná, ak existuje nebezpečenstvo rozpadu dielektrika kondenzátora pri privedení napätia na obvod. Existuje však aj iný spôsob úpravy.

Dobre vedieť! Používa sa aj sériové a paralelné zapojenie rezistorov a kondenzátorov. To sa robí s cieľom znížiť napätie aplikované na kondenzátor a vylúčiť jeho poruchu. Treba však mať na pamäti, že napätie musí byť dostatočné na prevádzku samotného zariadenia.

Zmiešané zapojenie kondenzátorov: schéma, dôvody potreby použitia

Takéto zapojenie (nazývané aj sériovo-paralelné) sa používa, ak je potrebné zvýšiť kapacitu aj napätie. Tu je výpočet všeobecných parametrov trochu komplikovanejší, ale nie natoľko, aby na to nováčik rádioamatér nevedel prísť. Najprv sa pozrime, ako taká schéma vyzerá.

Zostavme si výpočtový algoritmus.

• celý okruh musí byť rozdelený na samostatné časti, ktorých parametre sa dajú ľahko vypočítať;
• vypočítame nominálne hodnoty;
• vypočítame všeobecné ukazovatele ako pri sekvenčnom prepínaní.

Podobný algoritmus vyzerá takto:

Výhoda zmiešaného zapojenia kondenzátorov v obvode oproti sériovému alebo paralelnému

Zmiešané zapojenie kondenzátorov rieši problémy, ktoré sú nad sily paralelných a sériových obvodov. Môže byť použitý pri pripájaní elektromotorov alebo iných zariadení, jeho inštalácia je možná v samostatných sekciách. Jeho inštalácia je oveľa jednoduchšia vďaka možnosti vykonávania v samostatných častiach.

Zaujímavé vedieť! Mnoho rádioamatérov považuje túto metódu za jednoduchšiu a prijateľnejšiu ako predchádzajúce dve. V skutočnosti je to tak, ak plne rozumiete algoritmu akcií a naučíte sa, ako ho správne používať.

Zmiešané, paralelné a sériové pripojenie kondenzátorov: čo treba hľadať pri tom

Pri pripájaní kondenzátorov, najmä elektrolytických, dbajte na prísne dodržanie polarity. Paralelné pripojenie znamená pripojenie "mínus / mínus" a sériové pripojenie - "plus / mínus". Všetky prvky musia byť rovnakého typu - film, keramika, sľuda alebo kovový papier.

Dobre vedieť! Porucha kondenzátorov je často chybou výrobcu, ktorý šetrí na dieloch (častejšie ide o zariadenia čínskej výroby). Preto správne vypočítané a zostavené prvky v obvode budú fungovať oveľa dlhšie. Samozrejme za predpokladu, že v obvode nie je skrat, v ktorom je činnosť kondenzátorov v zásade nemožná.

Počítadlo kapacity pre sériové zapojenie kondenzátorov

Ale čo ak požadovaná kapacita nie je známa? Nie každý chce nezávisle vypočítať požadovanú kapacitu kondenzátorov ručne, ale niekto na to jednoducho nemá čas. Pre pohodlie pri vykonávaní takýchto akcií pozývajú redaktori stránky nášho drahého čitateľa, aby použil online kalkulačku na výpočet kondenzátorov v sériovom zapojení alebo na výpočet kapacity. V práci je to nezvyčajne jednoduché. Používateľovi stačí zadať požadované údaje do polí a potom kliknúť na tlačidlo „Vypočítať“. Programy, ktoré obsahujú všetky algoritmy a vzorce pre sériové pripojenie kondenzátorov, ako aj výpočty požadovanej kapacity, okamžite poskytnú požadovaný výsledok.

Pošlite mi výsledok mailom

Ako vypočítať energiu nabitého kondenzátora: odvodíme konečný vzorec

Prvá vec, ktorú je potrebné urobiť, je vypočítať, akou silou sa dosky navzájom priťahujú. To možno vykonať pomocou vzorca F = q₀ × E, kde q₀ je indikátorom výšky poplatku a E - napätie platní. Ďalej potrebujeme indikátor napätia dosiek, ktorý možno vypočítať podľa vzorca E = q / (2ε₀S) , kde q - poplatok, ε₀ - konštantná hodnota, S Je plocha dosiek. V tomto prípade získame všeobecný vzorec na výpočet sily príťažlivosti dvoch dosiek: F = q₂ / (2ε₀S) .

Výsledkom našich dedukcií bude odvodenie vyjadrenia energie nabitého kondenzátora, as W = A = F d ... Toto však nie je konečný vzorec, ktorý potrebujeme. Pokračujeme ďalej: vzhľadom na predchádzajúce informácie máme: W = dq₂ / (2ε₀S) ... S kapacitou kondenzátora vyjadrenou ako C = d / (ε₀S) dostaneme výsledok W = q₂ / (2C) ... Aplikácia vzorca q = CU , dostaneme výsledok: W = CU² / 2.

Samozrejme, pre začínajúceho rádioamatéra sa všetky tieto výpočty môžu zdať komplikované a nepochopiteľné, ale ak si budete priať a trochu vytrvalosti, môžete ich zistiť. Keď pochopí význam, bude prekvapený, aké ľahké sú všetky tieto výpočty.

Prečo potrebujete poznať indikátor energie kondenzátora

V skutočnosti sa energetické výpočty používajú len zriedka, ale existujú oblasti, v ktorých to potrebujete vedieť. Napríklad blesk fotoaparátu - tu je veľmi dôležitý výpočet energetického indexu. Akumuluje sa za určitý čas (niekoľko sekúnd), ale vydáva sa okamžite. Ukazuje sa, že kondenzátor je porovnateľný s batériou - rozdiel je len v kapacite.

Zhrnutie

Niekedy sa nezaobídete bez pripojovacích kondenzátorov, pretože nie je vždy možné vybrať vhodné v nominálnych hodnotách. Preto vedieť, ako na to, môže pomôcť v prípade poruchy domácich spotrebičov alebo elektroniky, čo výrazne ušetrí na mzdách špecialistovi na opravu. Ako už vážený čitateľ pravdepodobne pochopil, nie je to ťažké a zvládnu to aj začínajúci domáci majstri. Takže stojí za to stráviť trochu svojho drahocenného času a pochopiť algoritmus akcií a pravidlá ich implementácie.

V elektrotechnike existujú rôzne možnosti pripojenia elektrických prvkov. Ide najmä o sériové, paralelné alebo zmiešané zapojenie kondenzátorov v závislosti od potrieb obvodu. Zvážme ich.

Paralelné pripojenie

Paralelné zapojenie sa vyznačuje tým, že všetky dosky elektrických kondenzátorov sú spojené so spínacími bodmi a tvoria batériu. V tomto prípade bude mať počas nabíjania kondenzátorov každý z nich iný počet elektrických nábojov pri rovnakom množstve dodanej energie.

Schéma paralelnej montáže

Kapacita pre paralelnú inštaláciu sa vypočíta na základe kapacít všetkých kondenzátorov v obvode. V tomto prípade je možné množstvo elektrickej energie dodanej do všetkých jednotlivých dvojpólových prvkov obvodu vypočítať súčtom množstva energie umiestnenej v každom kondenzátore. Celý takto zapojený obvod je vypočítaný ako jeden dvojpólový.

C celk = C1 + C2 + C3

Schéma - akumulačné napätie

Na rozdiel od hviezdicového zapojenia sa na dosky všetkých kondenzátorov aplikuje rovnaké napätie. Napríklad vo vyššie uvedenom diagrame môžeme vidieť, že:

V AB = V C1 = V C2 = V C3 = 20 voltov

Sériové pripojenie

Tu sú k bodom zapnutia pripojené iba kontakty prvého a posledného kondenzátora.

Schéma - Schéma sériového zapojenia

Hlavnou črtou obvodu je, že elektrická energia bude prúdiť iba jedným smerom, čo znamená, že prúd v každom z kondenzátorov bude rovnaký. V takomto obvode bude pre každé akumulačné zariadenie, bez ohľadu na jeho kapacitu, zabezpečená rovnaká akumulácia prechádzajúcej energie. Malo by byť zrejmé, že každý z nich postupne prichádza do kontaktu s nasledujúcim a predchádzajúcim, čo znamená, že kapacita sekvenčného typu môže byť reprodukovaná energiou susedného úložného zariadenia.

Vzorec, ktorý odráža závislosť prúdu od pripojenia kondenzátorov, vyzerá takto:

i = i c 1 = i c 2 = i c 3 = i c 4, to znamená, že prúdy prechádzajúce každým kondenzátorom sú navzájom rovnaké.

V dôsledku toho bude rovnaká nielen sila prúdu, ale aj elektrický náboj. Podľa vzorca je to definované ako:

Q celkom = Q 1 = Q 2 = Q 3

A takto sa určuje celková kapacita kondenzátorov pri sériovom zapojení:

1/C celkom = 1/C1+1/C2+1/C3

Video: ako zapojiť kondenzátory paralelne a sériovo

Zmiešané pripojenie

Treba však mať na pamäti, že na pripojenie rôznych kondenzátorov je potrebné vziať do úvahy sieťové napätie. Pre každý polovodič sa tento údaj bude líšiť v závislosti od kapacity prvku. Z toho vyplýva, že jednotlivé skupiny nízkokapacitných polovodičových bipólov sa pri nabíjaní zväčšia a naopak veľká elektrická kapacita bude potrebovať menší náboj.

Schéma: zmiešané zapojenie kondenzátorov

Existuje aj zmiešané zapojenie dvoch alebo viacerých kondenzátorov. Tu je elektrická energia distribuovaná súčasne paralelným a sériovým zapojením elektrolytických článkov do obvodu. Tento okruh má niekoľko sekcií s rôznymi zapojeniami pre kondenzáciu dvojkoncových sietí. Inými slovami, na jednom je obvod zapojený paralelne, na druhom - sériovo. Takýto elektrický obvod má množstvo výhod v porovnaní s tradičnými:

1. Môže byť použitý na akýkoľvek účel: pripojenie elektromotora, obrábacích strojov, rádiových zariadení;
2. Jednoduchý výpočet. Pri inštalácii je celý okruh rozdelený na samostatné časti okruhu, ktoré sa vypočítavajú samostatne;
3. Vlastnosti komponentov sa nemenia bez ohľadu na zmeny elektromagnetického poľa a intenzity prúdu. Toto je veľmi dôležité pri práci s protiľahlými sieťami s dvoma terminálmi. Kapacita je konštantná pri konštantnom napätí, ale zároveň je potenciál úmerný náboju;
4. Ak potrebujete zhromaždiť niekoľko nepolárnych polovodičových dvojkoncových sietí z polárnych sietí, musíte zobrať niekoľko jednopólových dvojkoncových sietí a spojiť ich antiparalelne (do trojuholníka). Z mínusu do mínusu a z plusu do plusu. Zväčšením kapacity sa teda mení princíp činnosti bipolárneho polovodiča.