При расчете общей емкости такой секции последовательных конденсаторов эта секция делится на простые секции, состоящие только из последовательных или параллельных групп конденсаторов. Кроме того, алгоритм расчета выглядит следующим образом
Соединение конденсаторов
Если на схеме написано, что 47 микрофлавинов нужно разместить в этой точке схемы, кто-то так и подумает, потому что схема означает взять их и разместить там. Однако следует признать, что даже в мастерской самого увлеченного инженера может не оказаться конденсатора с требуемым номиналом.
Подобные условия могут возникнуть при ремонте любого устройства. Например, требуется электролитический конденсатор емкостью 1000 микрофарад, но в наличии есть только два или три из 470 микрофарад. Нужно ли мне использовать 470 микрофарад вместо 1000? Нет, это не всегда возможно. Что тогда мне нужно делать? Поехать на радиорынок за десятки километров и купить запасной, которого вам не хватило?
Как выйти из этой ситуации? Вы можете соединить много конденсаторов, и в результате вы получите необходимую вам емкость. Существует два способа подключения конденсаторов к электронному оборудованию. Одновременно и по порядку.
На практике это выглядит следующим образом:.
Параллельное подключение
Схема параллельного соединения
Последовательное подключение
Схема соединительных рядов
Параллельные и последовательные соединения также можно комбинировать. Однако на практике это редко бывает полезно.
Как вычислить общую емкость подключенных конденсаторов?
Simple Man поможет вам в этом. Если вы интересуетесь электроникой, эти простейшие устройства рано или поздно помогут вам.
Общая емкость параллельно включенных конденсаторов связана:.
Подробнееn — Емкость n-поглощающего конденсатора, т. е.
cобщий — Общая емкость объединенного конденсатора.
Как видите, при параллельном соединении необходимо добавить только емкость!
Внимание! Все расчеты должны быть выполнены на одном устройстве. Если расчеты выполняются на микрофарадах, необходимо добавить емкости c1 , c2 в микрофарадах. Результат также указывается в микрофарадах. Стоит придерживаться этого правила. В противном случае нет места для ошибки!
Чтобы избежать ошибок при пересчете микрофарад в пикофарады и нанофарад в микрофарады, необходимо знать сокращения арифметических величин. В этом также могут помочь таблицы. Здесь показаны сокращенные символьные выражения, которые можно использовать для преобразования, и префиксы, используемые для множителей. Подробнее об этом читайте здесь.
Емкость двух конденсаторов, соединенных рядом, может быть рассчитана с помощью различных типов. Это немного сложнее: см. здесь.
Внимание! Он применим только к двум конденсаторам! В некоторых других случаях требуется другая формула. Это сложнее и не всегда полезно на практике.
Или то же самое, но более простое для понимания:.
Если вы проведете некоторые расчеты, то увидите, что результирующие мощности всегда соединяются в порядке убывания мощностей в цепочке. Что это значит; это значит, что если последовательно соединить конденсаторы емкостью 5, 100 и 35 пикофарад, то общая емкость будет меньше 5.
Если конденсаторы одинаковой емкости используются подряд, этот громоздкий тип упрощается с помощью магии и выглядит следующим образом
где буква m заменена на количество конденсаторов, а c1 — Емкость.
Стоит также запомнить одно простое правило.
Когда два конденсатора одинаковой емкости соединены последовательно, результирующая емкость равна половине их соответствующих емкостей.
Таким образом, если два конденсатора, каждый из которых имеет емкость 10 нанофара, соединены последовательно, результат будет равен 5 нанофара.
Не позволяйте словам летать в воздухе. Проверьте конденсаторы, измерив их емкость, и убедитесь в правильности приведенного здесь уравнения.
Давайте рассмотрим два пленочных конденсатора. Один — 15 нанофарад (0,015 мкФ), другой — 10 нанофарад (0,01 мкФ). Затем измерьте общую емкость двух конденсаторов с помощью мультиметра Victor VC9805 +. Вот результат (см. изображение).
Измерение емкости последовательного соединения
Емкость объединенного конденсатора составляет 6 нанофарад (0,006 мкФ).
А теперь мы делаем то же самое, но параллельно. Мы проверяем результаты с тем же контроллером (см. рисунок).
Что еще нужно знать, чтобы правильно подключить конденсаторы?
Прежде всего, не стоит забывать, что существует еще один важный параметр — номинальная тенденция.
Когда конденсаторы соединены последовательно, напряжение между ними обратно пропорционально емкости конденсатора. Поэтому имеет смысл использовать конденсаторы с тем же номиналом напряжения, что и заменяемые последовательно конденсаторы.
Если используются конденсаторы одинаковой емкости, напряжения делятся поровну.
При последовательном соединении электролитов ситуация обратная. Положительный кабель должен быть соединен с отрицательным кабелем. Аналогичный аккумулятор подключается последовательно.
Электрическая емкость
При подключении устройств к конденсаторным нагрузкам техников обычно интересует результирующая электрическая емкость.
Электрическая емкость указывает на способность двухполюсника накапливать заряд на себе и измеряется в фарадах. Чем выше цена, тем лучше, но на практике невозможно построить все возможные емкости в мире, да и на самом деле в этом нет необходимости, так как все устройства, используемые на ежедневной основе, используют устройства со стандартной емкостью.
Поскольку можно создать единую конденсационную емкость, соединив несколько конденсационных устройств в цепь, значение характеристической величины зависит от типа соединения, а формула расчета известна давно.
Параллельное соединение
Существует два типа соединений устройств в цепи: последовательные и параллельные соединения. Каждый из них обладает своими уникальными свойствами, но, как правило, используется параллельное соединение конденсаторов.
Параллельные соединения обладают следующими свойствами
- Емкость комбинированного биполяра увеличивается по сравнению с отдельными устройствами.
- Напряжение сети остается неизменным.
Как показывают свойства, это лучший способ соединения конденсаторов для увеличения емкости. Для этого провода от каждого диполя соединяются в группы. Каждый столб имеет два провода. Необходимо создать две группы: в одной группе должны быть подключены все конденсаторы от одного кабеля, а в другой — все конденсаторы от остальных кабелей.
В связи с этим, поскольку конденсаторы образуют емкость, применяется следующее уравнение: C = C1 + C2 + …. CN, где N — количество конденсаторов в цепи.
Например, если номинальные значения составляют 50 мкФ, 100 мкФ и 150 мкФ, то при последовательном соединении общее значение в цепи составляет 300 мкФ.
Это соединение очень часто используется в реальной жизни. Если расчеты показывают, что требуется двухполярный конденсатор, которого нет в продаже. Таким образом, емкость конденсатора можно изменять по мере необходимости, не влияя на напряжение сети.
Последовательное включение конденсаторов
Характеристики конденсаторов, соединенных последовательно:.
- В отличие от емкости конденсаторов, соединенных параллельно, емкость устройств, соединенных последовательно для обслуживания нагрузки, уменьшается.
- Напряжение устройства увеличивается.
Для осуществления такого соединения выводы биполярных устройств соединяются между собой, образуя цепь. Первый кабель соединен со вторым кабелем, а оставшийся второй кабель соединен с третьим кабелем, K.
Формула для соединения: 1/ (1 / C1 + 1 / C2 + … + 1 / CN). Где N — количество устройств в соединении.
Например, есть три конденсатора по 100 мкФ. 1/100 + 1/100 + 1/100 = 0,03 мкФ. 1 /0,03 = 33 мкФ.
Нагрузка распределяется по переменным знакам, и значение емкости ограничивается этим только для самого слабого звена цепи. Когда заряд получен, передача тока в цепь прекращается.
Какова же цель такого метода подключения? Такие цепи более стабильны и могут выдерживать более высокое напряжение при подключении к цепям с меньшим значением емкости конденсатора. Однако на практике такое соединение используется редко, поскольку устройства с требуемыми характеристиками уже доступны на рынке, а если и используются, то для конкретных применений.
При последовательном соединении конденсаторов общая емкость компонентов меньше минимального номинального значения цепи. Это означает, что емкость последовательно соединенных конденсаторов уменьшается. Это также полезно при ремонте бытовой техники. Часто требуется замена конденсаторов.
Соединение конденсаторов последовательно
Когда конденсаторы соединены последовательно, каждый вывод соединен с одним выводом другого конденсатора только в одной точке. Создается цепочка конденсаторов. Поскольку две внешние клеммы подключены к источнику питания, заряд перераспределяется между ними. Нагрузки на всех промежуточных катушках имеют ту же величину, что и переменный знак.
Поскольку других путей нет, через все последовательно соединенные конденсаторы протекает одинаковый ток. Как только конденсатор с наименьшей емкостью полностью зарядится, общая емкость ограничивается площадью меньшего конденсатора, так как в цепи прекращается ток и остальные конденсаторы перестают заряжаться. Емкость рассчитывается в соответствии со следующим уравнением Однако при последовательном соединении расстояние между обмотками (или изоляция) увеличивается до значения, равного сумме расстояний между обмотками всех последовательно соединенных конденсаторов. Например, если взять два конденсатора с рабочим напряжением 200 вольт и соединить их последовательно, то изоляция между клеммами выдержит рабочее напряжение 1000 вольт.
Из вышесказанного можно сделать вывод, что требуется последовательное соединение.
- Получите эквивалентный конденсатор малого размера.
- емкость требуется при более высоких напряжениях.
- Создайте емкостной делитель напряжения, позволяющий получать более низкое напряжение от более высокого.
На практике для получения первого и второго достаточно приобрести конденсатор с требуемой емкостью или рабочим напряжением. Поэтому такой способ соединения не часто встречается в жизни
Смешанное соединение конденсаторов
Смешанные соединения обнаруживаются только в разных таблицах. Они характеризуются параллельным и последовательным соединением конденсаторов в одной цепи. Смешанные соединения также могут быть как последовательными, так и параллельными.
В жизни детальное знание смешанных соединений полезно только для радиолюбителей, поэтому подробно обсуждаться не будет.
В следующей статье вы узнаете, как правильно контролировать и определять емкость конденсатора.
Приведенные выше уравнения представляют общий случай. На практике при расчете емкости конденсатора необходимо учитывать множество других переменных.
Последовательно-параллельное (смешанное) соединение конденсаторов
Последовательно-параллельное соединение конденсаторов — это цепь с участками конденсаторов, соединенных параллельно и последовательно.
Пример серии смешанных конденсаторов показан на рисунке 4.
Рисунок 4: Последовательно-параллельное соединение конденсаторов.
При расчете общей емкости такой секции последовательных конденсаторов эта секция делится на простые секции, состоящие только из последовательных или параллельных групп конденсаторов. Кроме того, алгоритм расчета выглядит следующим образом
(1) Определите эквивалентную емкость компонентов, соединенных последовательно с конденсаторами.
(2) Если эти компоненты содержат конденсаторы, соединенные последовательно, сначала рассчитайте их емкость.
3.После расчета эквивалентной емкости конденсаторов перепроектируйте схему. Обычно создается схема эквивалентных конденсаторов, соединенных последовательно.
4.Рассчитайте результирующую емкость цепи.
Пример расчета емкости смешанного конденсаторного соединения показан на рис. 5.
Рис. 5.Пример расчета последовательного и параллельного соединения конденсаторов.
Подробнее о расчете конденсаторных соединений вы можете узнать на нашем мультимедийном семинаре по основам электричества и электроники.
Понравилась ли вам статья? Поделитесь им со своими друзьями в социальных сетях!
