Elektroniikka- ja radiotekniikan piireissä kondensaattorien rinnakkais- ja sarjakytkentä on yleistynyt. Ensimmäisessä tapauksessa yhteys suoritetaan ilman yhteisiä solmuja, ja toisessa vaihtoehdossa kaikki elementit yhdistetään kahdeksi solmuksi, eikä niitä ole kytketty muihin solmuihin, ellei siitä ole etukäteen säädetty piirissä.

Sarjaliitäntä

Sarjakytkennässä kaksi tai useampi kondensaattori on kytketty yhteiseen piiriin siten, että jokainen edellinen kondensaattori on kytketty seuraavaan vain yhdessä yhteisessä pisteessä. Kondensaattorien sarjapiiriä lataavalla virralla (i) on sama arvo jokaiselle elementille, koska se kulkee vain ainoaa mahdollista reittiä pitkin. Tämä asema vahvistetaan kaavalla: i = i c1 = i c2 = i c3 = i c4.

Sarjassa olevien kondensaattoreiden läpi kulkevan saman määrän virtaa johtuen kunkin varastoiman varauksen määrä on sama kapasitanssista riippumatta. Tämä tulee mahdolliseksi, koska edellisen kondensaattorin levyltä tuleva varaus kerääntyy seuraavan piirielementin levylle. Siksi sarjaan kytkettyjen kondensaattoreiden latausmäärä näyttää tältä: Q yhteensä = Q 1 = Q 2 = Q 3.

Jos tarkastellaan kolmea kondensaattoria C 1, C 2 ja C 3 kytkettynä sarjaan, käy ilmi, että keskimmäinen kondensaattori C 2 vakiovirralla on sähköisesti eristetty yleispiiristä. Viime kädessä levyjen tehollinen pinta-ala pienenee kondensaattorilevyjen pinta-alaan, joiden mitat ovat mahdollisimman pienet. Levyjen täydellinen täyttäminen sähkövarauksella tekee mahdottomaksi jatkovirran kulkea sen läpi. Tämän seurauksena virran virtaus pysähtyy koko piirissä, ja vastaavasti kaikkien muiden kondensaattorien lataus pysähtyy.

Sarjakytkennän levyjen välinen kokonaisetäisyys on kunkin elementin levyjen välisten etäisyyksien summa. Sarjakytkennän seurauksena muodostuu yksi iso kondensaattori, jonka levyjen pinta-ala vastaa minimikapasitanssin elementin levyjä. Levyjen välinen etäisyys on yhtä suuri kuin kaikkien ketjussa käytettävissä olevien etäisyyksien summa.

Kunkin kondensaattorin jännitehäviö vaihtelee kapasitanssista riippuen. Tämä asema määritetään kaavalla: C = Q/V, jossa kapasitanssi on kääntäen verrannollinen jännitteeseen. Näin ollen, kun kondensaattorin kapasitanssi pienenee, suurempi jännite putoaa sen yli. Kaikkien kondensaattorien kokonaiskapasitanssi lasketaan kaavalla: 1/C yhteensä = 1/C 1 + 1/C 2 + 1/C 3.

Tällaisen piirin pääominaisuus on sähköenergian kulku vain yhteen suuntaan. Siksi kunkin kondensaattorin nykyinen arvo on sama. Jokainen sarjapiirin taajuusmuuttaja varastoi yhtä paljon energiaa kapasiteetista riippumatta. Toisin sanoen kapasiteettia voidaan toistaa viereisessä tallennuslaitteessa olevan energian ansiosta.

Online-laskin sähköpiiriin sarjaan kytkettyjen kondensaattoreiden kapasitanssin laskemiseen.

Sekayhteys

Kondensaattorien rinnakkaiskytkentä

Rinnakkaiskytkennäksi katsotaan sellainen, jossa kondensaattorit on kytketty toisiinsa kahdella koskettimella. Siten useita elementtejä voidaan yhdistää kerralla yhdessä pisteessä.

Tämän tyyppisen liitännän avulla voit muodostaa yhden suurikokoisen kondensaattorin, jonka levyjen pinta-ala on yhtä suuri kuin kunkin yksittäisen kondensaattorin levyjen pinta-alojen summa. Koska se on suoraan verrannollinen levyjen pinta-alaan, kokonaiskapasitanssi on kaikkien rinnan kytkettyjen kondensaattorien kapasitanssien kokonaismäärä. Eli C yhteensä = C 1 + C 2 + C 3.

Koska potentiaaliero esiintyy vain kahdessa pisteessä, sama jännite putoaa kaikissa rinnakkain kytkettyissä kondensaattoreissa. Virran voimakkuus kussakin niistä on erilainen kapasitanssin ja jännitteen arvosta riippuen. Näin ollen eri piireissä käytettävät sarja- ja rinnakkaisliitännät mahdollistavat erilaisten parametrien säätämisen tietyillä alueilla. Tämän ansiosta saadaan tarvittavat tulokset koko järjestelmän toiminnasta kokonaisuutena.

Kuva 2 U = U 1 = U 2 = U 3

Kokonaismaksu K kaikki kondensaattorit

Rinnakkain kytkettyjen kondensaattorien kokonaiskapasitanssi C eli akun kapasiteetti on yhtä suuri kuin näiden kondensaattoreiden kapasitanssien summa.

Kondensaattorin kytkeminen rinnan ryhmän muihin kytkettyihin kondensaattoreihin lisää näiden kondensaattorien kokonaiskapasiteettia. Siksi kondensaattorien rinnakkaiskytkentää käytetään kapasitanssin lisäämiseen.

4) Jos kytketty rinnan T identtisiä kondensaattoreita, joiden kapasiteetti on C´, niin näiden kondensaattoreiden akun (ekvivalentti) kokonaiskapasiteetti voidaan määrittää lausekkeella

Kondensaattorien sarjaliitäntä

Kuva 3

Sarjaan kytkettyjen kondensaattorien levyillä, jotka on kytketty tasavirtalähteeseen jännitteellä U, ilmaantuu samansuuruisia varauksia, joilla on vastakkaiset merkit.

Kondensaattorien jännite jakautuu kääntäen verrannollisesti kondensaattoreiden kapasitanssiin:

Sarjaan kytkettyjen kondensaattorien kokonaiskapasitanssin käänteisluku on yhtä suuri kuin näiden kondensaattoreiden kapasitanssien käänteisluku.

Kun kaksi kondensaattoria on kytketty sarjaan, niiden kokonaiskapasitanssi määritetään seuraavalla lausekkeella:

Jos kytketty sarjaan P identtiset kondensaattorit kapasiteetilla KANSSA kukin, sitten näiden kondensaattorien kokonaiskapasiteetti:

Kohdasta (14) on selvää, että mitä enemmän kondensaattoreita P kytkettynä sarjaan, sitä pienempi niiden kokonaiskapasiteetti on KANSSA, eli kondensaattorien kytkeminen sarjaan johtaa kondensaattoriryhmän kokonaiskapasiteetin pienenemiseen.

Käytännössä voi käydä ilmi, että sallittu käyttöjännite U s kondensaattori on pienempi kuin jännite, johon kondensaattori on liitettävä. Jos tämä kondensaattori on kytketty tällaiseen jännitteeseen, se epäonnistuu, koska dielektri rikkoutuu. Jos kytket useita kondensaattoreita sarjaan, jännite jakautuu niiden välillä ja kunkin kondensaattorin jännite on pienempi kuin sen sallittu käyttöjännite. U s . Siten, Kondensaattorien sarjakytkentää käytetään varmistamaan, että kunkin kondensaattorin jännite ei ylitä sen käyttöjännitettäU s .

Kondensaattorien sekakytkentä

Kondensaattorien sekakytkentää (sarja-rinnakkaisliitäntää) käytetään, kun on tarpeen lisätä kondensaattoriryhmän kapasiteettia ja käyttöjännitettä.

Tarkastellaan kondensaattorien sekoitettua liitäntää alla olevien esimerkkien avulla.

Kondensaattorin energia

Missä K - kondensaattorin tai kondensaattorien varaus, johon jännite on kytketty U; KANSSA- sen kondensaattorin tai kytkettyjen kondensaattorien ryhmän sähköinen kapasitanssi, johon jännite on kytketty U.

Näin ollen kondensaattorit keräävät ja varastoivat sähkökenttää ja sen energiaa.

15. Määritelläkäsitteitä kolmisäteinen tähti ja vastusten kolmio. Kirjoita muistiin kaavat kolmen säteen tähtivastuksen muuttamiseksi kolmioksi vastus ja päinvastoin. Muunna piiri kahdeksi solmuksi (kuva 5)

Kuva 5 - Sähkökaavio

6.VAIHDA KAAVIOJA

Laskennan helpottamiseksi laaditaan sähköpiirille vastaava piiri, eli piiri, joka näyttää piirin ominaisuudet tietyissä olosuhteissa.

Vastaava piiri näyttää kaikki elementit, joiden vaikutusta laskentatulokseen ei voi jättää huomiotta, ja osoittaa myös piirissä olevat sähkökytkennät niiden välillä.

1. Sähköpiirielementtien vaihtokaaviot

Laskentakaavioissa energialähde voidaan esittää EMF:llä ilman sisäistä vastusta, jos tämä vastus on pieni verrattuna vastaanottimen vastukseen (kuva 3.13.6).

jännite lähdeliittimissä millä tahansa virralla on yhtä suuri kuin

EMF: U= E= konst.

Joissakin tapauksissa suunnittelukaavion sähköenergian lähde korvataan toisella (vastaavalla) piirillä (kuva 3.14, A), missä EMF:n sijaan E lähteelle on tunnusomaista sen oikosulkuvirta I K, ja sisäisen resistanssin sijaan lasketaan sisäinen johtavuus g=1/ r.

Tällaisen korvaamisen mahdollisuus voidaan todistaa jakamalla yhtäläisyys (3.1) r:llä:

U/ r = E/ r- minä,

Missä U/ r = Io- tietty virta, joka on yhtä suuri kuin lähdeliittimien jännitteen suhde sisäiseen vastukseen; E/ r = minä K - lähteen oikosulkuvirta;

Ottamalla käyttöön uusia merkintöjä, saamme tasa-arvon minä K = Io + minä, jonka tyydyttää vastaava piiri kuviossa. 3.14, A.

Tässä tapauksessa mille tahansa jännitteelle liittimissä; lähde, sen virta pysyy yhtä suurena kuin oikosulkuvirta (kuva 3.14.6):

Lähdettä, jolla on vakiovirta ja joka ei riipu ulkoisesta resistanssista, kutsutaan virtalähteeksi.

Sama sähköenergian lähde voidaan korvata suunnittelupiirissä EMF-lähteellä tai virtalähteellä.

1 mF = 0,001 F. 1 µF = 0,000001 = 10-6 F. 1 nF = 0,000000001 = 10-10 F. 1 pF = 0,000000000001 = 10-2 F.

Kirchhoffin toisen säännön mukaan jännitehäviö V1, V₂ ja V3 Jokaisen kondensaattorin yli kolmen sarjaan kytketyn kondensaattorin ryhmässä on yleensä erilainen ja kokonaispotentiaaliero V yhtä suuri kuin niiden summa:

Kapasitanssin määritelmän mukaan ja ottaen huomioon, että varaus K ryhmä sarjaan kytkettyjä kondensaattoreita on yhteinen kaikille kondensaattoreille, vastaava kapasitanssi C eq kaikista kolmesta sarjaan kytketystä kondensaattorista on annettu

Ryhmälle n sarjaan kytkettyjen kondensaattorien vastaava kapasitanssi C eq on yhtä suuri kuin yksittäisten kondensaattoreiden kapasitanssien käänteissumman käänteisluku:

Tämä kaava on tarkoitettu C eq ja sitä käytetään tämän laskimen laskelmiin. Esimerkiksi kolmen sarjaan kytketyn 10, 15 ja 20 μF:n kondensaattorin kokonaiskapasitanssi on 4,62 μF:

Jos kondensaattoreita on vain kaksi, niiden kokonaiskapasiteetti määräytyy kaavan mukaan

Jos saatavilla n kondensaattorit, jotka on kytketty sarjaan kapasitanssilla C, niiden vastaava kapasiteetti on

Huomaa, että useiden sarjaan kytkettyjen kondensaattorien kokonaiskapasitanssin laskemiseen käytetään samaa kaavaa kuin rinnan kytkettyjen vastusten kokonaisresistanssin laskemiseen.

Huomaa myös, että minkä tahansa sarjaan kytkettyjen kondensaattoreiden ryhmän kokonaiskapasitanssi on aina pienempi kuin pienimmän kondensaattorin kapasitanssi, ja kondensaattoreiden lisääminen ryhmään johtaa aina kapasitanssin laskuun.

Jännitteen pudotus kunkin kondensaattorin yli sarjaan kytkettyjen kondensaattorien ryhmässä ansaitsee erityisen maininnan. Jos kaikilla ryhmän kondensaattoreilla on sama nimelliskapasitanssi, jännitehäviö niiden välillä on todennäköisesti erilainen, koska kondensaattoreilla on itse asiassa eri kapasitanssit ja erilainen vuotovirta. Pienimmän kapasitanssin omaavan kondensaattorin jännitehäviö on suurin ja se on siten piirin heikoin lenkki.

Tasaisemman jännitteen jakautumisen saavuttamiseksi kondensaattoreiden rinnalla on tasausvastukset. Nämä vastukset toimivat jännitteen jakajina vähentäen jännitteen jakautumista yksittäisten kondensaattoreiden välillä. Mutta jopa näillä vastuksilla kannattaa silti valita kondensaattoreita, joilla on suuri käyttöjännitemarginaali sarjaliitäntään.

Jos kondensaattoreita on useita kytketty rinnan, mahdollinen eroavaisuus V kondensaattoriryhmässä on yhtä suuri kuin ryhmän kytkentäjohtojen välinen potentiaaliero. Kokonaismaksu K on jaettu kondensaattoreiden kesken ja jos niiden kapasitanssit ovat erilaiset, niin yksittäisten kondensaattorien varaukset Q1, Q₂ ja Q₃ tulee myös olemaan erilainen. Kokonaismaksu määritellään seuraavasti

Sarjakytkennällä tarkoitetaan tapauksia, joissa kaksi tai useampi elementti on ketjun muodossa, ja jokainen niistä on kytketty toisiinsa vain yhdessä pisteessä. Miksi kondensaattorit on sijoitettu näin? Miten tämä tehdään oikein? Mitä sinun tulee tietää? Mitä ominaisuuksia kondensaattoreiden sarjakytkennällä on käytännössä? Mikä on tuloskaava?

Mitä sinun tulee tietää oikean yhteyden muodostamiseksi?

Valitettavasti kaikki täällä ei ole niin helppoa kuin miltä se saattaa näyttää. Monet aloittelijat ajattelevat, että jos kaaviokuvassa sanotaan, että tarvitaan 49 mikrofaradin elementti, riittää, että otat sen ja asennat sen (tai korvaat sen vastaavalla). Mutta tarvittavien parametrien valinta on vaikeaa jopa ammattipajassa. Ja mitä tehdä, jos sinulla ei ole tarvittavia elementtejä? Oletetaan, että tällainen tilanne on: tarvitset 100 mikrofaradin kondensaattorin, mutta 47 mikrofaradin kondensaattoreita on useita. Sitä ei aina ole mahdollista asentaa. Menetkö radiomarkkinoille yhdelle kondensaattorille? Ei välttämättä. Riittää, kun yhdistät pari elementtiä. On olemassa kaksi päämenetelmää: kondensaattorien sarja- ja rinnakkaiskytkentä. Se on ensimmäinen, josta puhumme. Mutta jos puhumme kelan ja kondensaattorin sarjakytkennästä, ei ole erityisiä ongelmia.

Miksi he tekevät tämän?

Kun tällaisia ​​käsittelyjä suoritetaan niillä, yksittäisten elementtien levyjen sähkövaraukset ovat yhtä suuret: KE = K 1 = K 2 = K 3. KE - lopullinen kapasitanssi, K - kondensaattorin lähetysarvo. Miksi niin? Kun varauksia syötetään virtalähteestä ulkoisille levyille, sisäisille levyille voidaan siirtää arvo, joka on pienimmillä parametreilla olevan elementin arvo. Eli jos otat 3 µF kondensaattorin ja liität sen jälkeen 1 µF, niin lopputulos on 1 µF. Tietenkin ensimmäisessä voit havaita arvon 3 µF. Mutta toinen elementti ei pysty kulkemaan niin paljon, ja se katkaisee kaiken, mikä on suurempi kuin vaadittu arvo, jättäen suuren kapasitanssin alkuperäiseen kondensaattoriin. Katsotaanpa, mitä on laskettava, kun kondensaattoreita kytketään sarjaan. Kaava:

• OE - kokonaiskapasiteetti;
• N - jännite;
• KE - lopullinen kapasiteetti.

Mitä muuta sinun on tiedettävä kondensaattorien kytkemiseksi oikein?

Aluksi älä unohda, että kapasiteetin lisäksi niillä on myös nimellisjännite. Miksi? Sarjakytkentää tehtäessä jännite jakautuu kääntäen verrannollisesti niiden kapasitanssiin keskenään. Siksi on järkevää käyttää tätä lähestymistapaa vain tapauksissa, joissa mikä tahansa kondensaattori voi tarjota vaaditut vähimmäistoimintaparametrit. Jos käytetään elementtejä, joilla on sama kapasitanssi, niiden välinen jännite jaetaan tasan. Myös varoituksen sana elektrolyyttikondensaattoreista: Kun työskentelet niiden kanssa, tarkkaile aina huolellisesti niiden napaisuutta. Koska jos tämä tekijä jätetään huomioimatta, kondensaattorien sarjakytkentä voi aiheuttaa useita ei-toivottuja vaikutuksia. Ja on hyvä, jos kaikki rajoittuu vain näiden elementtien hajoamiseen. Muista, että kondensaattorit varastoivat virtaa, ja jos jokin menee pieleen, piiristä riippuen voi tapahtua ennakkotapaus, joka johtaa piirin muiden komponenttien vikaantumiseen.

Virta sarjassa

Koska sillä on vain yksi mahdollinen virtausreitti, sillä on sama arvo kaikille kondensaattoreille. Tässä tapauksessa kertyneen maksun määrällä on sama arvo kaikkialla. Se ei riipu kapasiteetista. Katso mitä tahansa kaaviota kondensaattoreiden sarjakytkennästä. Ensimmäisen oikea puoli on yhdistetty toisen vasempaan ja niin edelleen. Jos käytetään enemmän kuin 1 elementtiä, osa niistä eristetään yleispiiristä. Siten levyjen tehollinen pinta-ala pienenee ja on yhtä suuri kuin pienimmän kondensaattorin parametrit. Mikä fyysinen ilmiö on tämän prosessin taustalla? Tosiasia on, että heti kun kondensaattori on täytetty sähkövarauksella, se lakkaa kulkemasta virtaa. Ja sitten se ei voi virrata koko ketjun läpi. Tässä tapauksessa loput kondensaattorit eivät myöskään pysty latautumaan.

Jännitteen pudotus ja kokonaiskapasitanssi

Jokainen elementti hajottaa jännitystä hieman. Kun otetaan huomioon, että kapasiteetti on kääntäen verrannollinen siihen, mitä pienempi se on, sitä suurempi pudotus on. Kuten aiemmin mainittiin, sarjaan kytketyillä kondensaattoreilla on sama sähkövaraus. Siksi jakamalla kaikki lausekkeet kokonaisarvolla saat yhtälön, joka näyttää koko kapasiteetin. Tässä kondensaattorien sarja- ja rinnakkaiskytkentä ovat hyvin erilaisia.

Esimerkki nro 1

Käytetään artikkelissa esitettyjä kaavoja ja lasketaan useita käytännön ongelmia. Joten meillä on kolme kondensaattoria. Niiden kapasitanssi on: C1 = 25 µF, C2 = 30 µF ja C3 = 20 µF. Ne on kytketty sarjaan. On tarpeen löytää niiden kokonaiskapasiteetti. Käytämme vastaavaa yhtälöä 1/C: 1/C1 + 1/C2 + 1/C3 = 1/25 + 1/30 + 1/20 = 37/300. Muunnamme mikrofaradeiksi, ja sarjaan kytketyn kondensaattorin kokonaiskapasitanssi (ja ryhmää tässä tapauksessa pidetään yhtenä elementtinä) on noin 8,11 μF.

Esimerkki nro 2

Ratkaistaan ​​vielä yksi ongelma työmme vahvistamiseksi. Kondensaattoreita on 100 kappaletta. Jokaisen elementin kapasiteetti on 2 μF. On tarpeen määrittää niiden kokonaiskapasiteetti. Sinun on kerrottava niiden lukumäärä ominaisuudella: 100*2=200 µF. Joten sarjaan kytketyn kondensaattorin kokonaiskapasitanssi on 200 mikrofaradia. Kuten näette, ei mitään monimutkaista.

Johtopäätös

Olemme siis käyneet läpi teoreettiset näkökohdat, analysoineet kondensaattoreiden oikean kytkennän kaavat ja ominaisuudet (sarjassa) ja jopa ratkaisseet useita ongelmia. Haluaisin muistuttaa lukijoita, etteivät he unohtaisi nimellisjännitteen vaikutusta. On myös toivottavaa, että valitaan samantyyppisiä elementtejä (kiille, keramiikka, metalli-paperi, kalvo). Silloin kondensaattorien sarjakytkentä voi antaa meille suurimman hyödyllisen vaikutuksen.

Monilla radioamatööreillä, erityisesti niillä, jotka aloittavat sähköpiirien suunnittelun ensimmäistä kertaa, on kysymys: kuinka vaaditun kapasiteetin kondensaattori pitäisi kytkeä? Kun esimerkiksi jossain paikassa piirissä tarvitaan kondensaattori, jonka kapasiteetti on 470 μF, ja tällainen elementti on saatavilla, ei ole ongelmaa. Mutta kun sinun on asennettava 1000 μF kondensaattori ja siinä on vain sopimattoman kapasitanssin elementtejä, useiden yhteen kytkettyjen kondensaattorien piirit tulevat apuun. Elementit voidaan kytkeä kondensaattoreiden rinnakkais- ja sarjakytkennällä yksittäin tai yhdistetyllä periaatteella.

Sarjakytkentäkaavio

Kondensaattorien sarjakytkentää käytettäessä kunkin osan varaus on yhtä suuri. Vain ulommat levyt on kytketty lähteeseen, muut latautuvat jakamalla sähkövaraukset uudelleen niiden välillä. Kaikki kondensaattorit varastoivat saman määrän varausta levyilleen. Tämä selittyy sillä, että jokainen seuraava elementti saa varauksen viereiseltä. Tämän seurauksena yhtälö on voimassa:

q = q1 = q2 = q3 = …

Tiedetään, että kun vastuselementit kytketään sarjaan, niiden resistanssit lasketaan yhteen, mutta tällaiseen sähköpiiriin kuuluvan kondensaattorin kapasitanssi lasketaan eri tavalla.

Jännitteen pudotus yksittäisen kondensaattorielementin yli riippuu sen kapasitanssista. Jos sarjaan kuuluvassa sähköpiirissä on kolme kondensaattorielementtiä, laaditaan jännitteen lauseke U Kirchhoffin lain perusteella:

U = U1 + U2 + U3,

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

Korvaamalla jännitearvot yhtälön molemmille puolille, saamme:

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

Koska sähkövaraus q on sama suure, voidaan tuloksena olevan lausekkeen kaikki osat jakaa sillä.

Tuloksena oleva kondensaattorin kapasiteetin kaava on:

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

Tärkeä! Jos kondensaattorit on kytketty sarjaan, tuloksena olevan kapasitanssin käänteisluku on yhtä suuri kuin yksittäisten kapasitanssien käänteisarvot.

Esimerkki.Kolme kondensaattorielementtiä on kytketty sarjaan ja niillä on kapasitanssit: C1 = 0,05 µF, C2 = 0,2 µF, C3 = 0,4 µF.Laske kapasitanssin kokonaisarvo:

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

Tärkeä! Kun kondensaattorielementit on kytketty sarjaan, kokonaiskapasitanssiarvo ei ylitä yksittäisen elementin pienintä kapasitanssia.

Jos ketju koostuu vain kahdesta osasta, kaava kirjoitetaan uudelleen seuraavasti:

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

Jos luodaan kahden kondensaattorin piiri, joilla on sama kapasitanssiarvo:

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

Sarjakytketyillä kondensaattoreilla on reaktanssi, joka riippuu virtaavan virran taajuudesta. Kunkin kondensaattorin jännite laskee tämän vastuksen läsnäolon vuoksi, joten tällaisen piirin perusteella luodaan kapasitiivinen jännitteenjakaja.

Kapasitiivisen jännitteenjakajan kaava:

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

• U – piirin syöttöjännite;
• U1, U2 – jännitehäviö jokaisen elementin yli;
• C – piirin lopullinen kapasiteetti;
• C1, C2 – yksittäisten elementtien kapasitiiviset indikaattorit.

Kondensaattorien välisten jännitehäviöiden laskeminen

On esimerkiksi 12 V AC verkko ja kaksi vaihtoehtoista sähköpiiriä sarjakondensaattorielementtien kytkemiseen:

• ensimmäinen on yhden kondensaattorin kytkemiseen C1 = 0,1 µF, toinen C2 = 0,5 µF;
• toinen – C1 = C2 = 400 nF.

Ensimmäinen vaihtoehto

1. Sähköpiirin lopullinen kapasitanssi on C = (C1 x C2)/(C1 + C2) = 0,1 x 0,5/(0,1 + 0,5) = 0,083 μF;
2. Jännitteen pudotus yhden kondensaattorin yli: U1 = U x C/C1 = 12 x 0,083/0,1 = 9,9 V
3. Toisessa kondensaattorissa: U2 = U x C/C2 = 12 x 0,083/0,5 = 1,992 V.

Toinen vaihtoehto

1. Tuloksena oleva kapasitanssi C = 400 x 400/(400 + 400) = 200 nF;
2. Jännitehäviö U1 = U2 = 12 x 200/400 = 6 V.

Laskelmien perusteella voimme päätellä, että jos kytketään saman kapasitanssin kondensaattoreita, jännite jaetaan tasan molemmille elementeille, ja kun kapasitanssiarvot eroavat, niin pienemmän kapasitanssiarvon omaavan kondensaattorin jännite kasvaa ja päinvastoin. .

Rinnakkais- ja yhdistetty liitäntä

Kondensaattorien kytkeminen rinnan esitetään eri yhtälöllä. Kapasitanssin kokonaisarvon määrittämiseksi sinun on vain löydettävä kaikkien määrien kokonaismäärä erikseen:

C = C1 + C2 + C3 + ...

Jännite syötetään jokaiseen elementtiin samalla tavalla. Siksi kapasitanssin parantamiseksi on tarpeen kytkeä useita osia rinnakkain.

Jos kytkennät ovat seka-, sarja-rinnakkaisliitännät, tällaisissa piireissä käytetään vastaavia tai yksinkertaistettuja sähköpiirejä. Piirin jokainen alue lasketaan erikseen, ja sitten ne yhdistetään yksinkertaiseksi piiriksi esittämällä ne laskettuina kapasitanssina.

Kondensaattorien vaihdon ominaisuudet

On esimerkiksi 12 V AC verkkovirta ja kaksi vaihtoehtoista ryhmää sarjakondensaattorielementtejä.

Kondensaattorit on kytketty sarjaan jännitteen lisäämiseksi, jolla ne pysyvät toiminnassa, mutta niiden kokonaiskapasitanssi laskee sen laskentakaavan mukaisesti.

Kondensaattorien sekakytkentää käytetään usein halutun kapasitanssiarvon luomiseen ja osien kestämän jännitteen lisäämiseen.

Voit antaa mahdollisuuden liittää useita komponentteja haluttujen parametrien saavuttamiseksi. Jos 80 µF kondensaattorielementti vaaditaan 50 V jännitteellä, mutta vain 40 µF kondensaattoreita on saatavilla 25 V jännitteellä, on muodostettava seuraava yhdistelmä:

1. Kytke kaksi 40 µF/25 V kondensaattoria sarjaan yhteensä 20 µF/50 V;
2. Nyt tulee käyttöön kondensaattorien rinnakkaiskytkentä. Ensimmäisessä vaiheessa luotu sarjaan kytketty pari kondensaattoriryhmää on kytketty rinnan, tuloksena on 40 µF / 50 V;
3. Yhdistä kaksi lopulta koottua ryhmää rinnakkain, jolloin saadaan 80 µF/50 V.

Tärkeä! Kondensaattorien jännitteen vahvistamiseksi on mahdollista yhdistää ne sarjakytkentään. Kapasitiivisen kokonaisarvon lisäys saavutetaan rinnakkaiskytkennällä.

Ota huomioon päivänkakkaraketjua luotaessa:

1. Kondensaattoreita kytkettäessä paras vaihtoehto on ottaa elementtejä, joilla on hieman erilaiset tai identtiset parametrit purkausjännitteiden suuren eron vuoksi;
2. Vuotovirtojen tasapainottamiseksi jokaiseen kondensaattorielementtiin on kytketty tasausvastus (rinnakkaisin).

Sarjapiiriin sisällyttämisen on aina tapahduttava kondensaattorien plus- ja miinusmerkkien mukaisesti. Jos ne on yhdistetty samannimisellä napalla, tällainen yhdistelmä menettää jo polarisaationsa. Tässä tapauksessa luodun ryhmän kapasitanssi on yhtä suuri kuin puolet yhden osan kapasitanssiarvosta. Tällaisia ​​kondensaattoreita voidaan käyttää käynnistyskondensaattoreina sähkömoottoreissa.

Video