Kondensaattorien sarjakytkentää käytetään yleensä kahdessa tapauksessa: korkean sallitun jännitteen omaavan kondensaattorin saamiseksi tai halutun kapasitanssin omaavan kondensaattorin saamiseksi.

Kondensaattorin resistanssin valinta

Kondensaattorin kapasitanssia valittaessa on tietysti helpompi käyttää rinnakkaisliitäntää, koska kaikkien kondensaattoreiden kapasitanssit yksinkertaisesti lasketaan yhteen. Mutta jos meidän on saatava pienempi kapasitanssiarvo kuin käytettävissä olevilla kondensaattoreilla, sarjaliitäntä auttaa meitä. Yllättäen sarjaan kytkettyjen kondensaattorien kapasitanssin laskentakaava on hyvin samanlainen kuin vastusten rinnakkaisvastuksen laskentakaava.
Cs = C1*C2/(C1+C2). Kyllä, kaava on hankala, laskimen käyttö on helpompaa.

Korkeajännitekondensaattori

Jos tarvitaan suurjännitekondensaattori, voidaan käyttää kahta tai useampaa pienjännitekondensaattoria. On parasta yhdistää kondensaattoreita, joilla on samankaltaisimmat ominaisuudet. Koska sarjaan kytkettynä kondensaattoreita ladataan ja puretaan samalla virralla, niin kapasitanssiarvojen erojen vuoksi kondensaattoreita voidaan ladata erilaisiin jännitearvoihin ja mitä suurempi ero kapasitanssien välillä on, sitä suurempi on jännitteen epätasapaino.
Toinen ongelma tällaisessa kytkennässä syntyy vuotovirtojen leviämisestä. Mitä suurempi kondensaattorin vuotovirta on, sitä nopeammin se purkautuu, kun taas kondensaattorilla, jolla on pienempi vuotovirta, jännite kasvaa ja ajan myötä ensimmäisessä kondensaattorissa jännite muuttuu nollaksi ja toisessa täyteen. Osoittautuu, että vain yksi kondensaattori toimii.
Kondensaattorien jännitteen tasapainottamiseksi sinun on kytkettävä vastus rinnakkain jokaisen ketjun kondensaattorin kanssa. Vastuksen resistanssi lasketaan siten, että vastuksen läpi kulkeva virta on 10 kertaa suurempi kuin sarjaan kytkettyjen kondensaattoreiden vuotovirtojen ero.

Kahdesta polaarisesta kondensaattorista toinen on ei-napainen

On tilanteita, joissa tarvitaan ei-polaarista kondensaattoria, mutta vain napaisia ​​on saatavana. Sitten voit ottaa kaksi napakondensaattoria, joiden kapasitanssi on kaksi kertaa suurempi kuin tarvittava kondensaattori pitäisi saada, ja yhdistää ne vastasarjaan, eli plus plus tai miinus miinukseen. Ja juota loput kaksi nastaa piiriin.

Lisätiedot 3.7.2017

Hyvät herrat, eräänä ihanana kesäpäivänä otin kannettavani ja lähdin kotoa kesämökilleni. Siellä istuen keinutuolissa omenapuiden varjossa päätin kirjoittaa tämän artikkelin. Tuuli kahisi puiden oksissa, heilutellen niitä puolelta toiselle, ja ilmassa oli juuri se ajatusten kulkua edistävä tunnelma, joka on joskus niin tarpeellista...

Sanoista riittää kuitenkin, on aika siirtyä suoraan artikkelin otsikossa mainittuun ongelman olemukseen.

Eli kondensaattoreiden rinnakkaiskytkentä... Mikä on rinnakkaiskytkentä? Ne, jotka ovat lukeneet aikaisemmat artikkelini, muistavat varmasti tämän määritelmän merkityksen. Törmäsimme siihen, kun puhuimme siitä vastusten rinnakkaiskytkentä. Kondensaattorien tapauksessa määritelmällä on täsmälleen sama muoto. Joten kondensaattorien rinnakkaiskytkentä on yhteys, kun kaikkien kondensaattoreiden jotkin päät on kytketty yhteen solmuun ja toinen toiseen.

Tietysti on parempi nähdä kerran kuin kuulla sata kertaa, joten kuvassa 1 näytin kuvan kolmesta kondensaattorista, jotka on kytketty rinnan. Olkoon ensimmäisen kapasiteetti C1, toisen - C2 ja kolmannen - C3.

Kuva 1 - Kondensaattorien rinnakkaiskytkentä

Tässä artikkelissa tarkastellaan lakeja, joiden mukaan virrat, jännitteet ja AC vastus kun kytket kondensaattoreita rinnakkain, ja mikä on tällaisen suunnittelun kokonaiskapasitanssi. No, tietysti, puhutaan siitä, miksi tällaista yhteyttä saatetaan ylipäätään tarvita.

Suosittelen aloittamista jännityksestä, koska sen kanssa kaikki on erittäin selvää. Hyvät herrat, sen pitäisi olla aivan selvää Kun kondensaattorit kytketään rinnan, niiden jännitteet ovat samat. Eli ensimmäisen kondensaattorin jännite on täsmälleen sama kuin toisessa ja kolmannessa

Miksi juuri näin? Kyllä, hyvin yksinkertaista! Kondensaattorin yli oleva jännite lasketaan kondensaattorin kahden jalan välisenä potentiaalierona. Ja rinnakkaisliitännällä kaikkien kondensaattoreiden "vasemmat" jalat sulautuvat yhteen solmuun ja "oikeat" jalat toiseen. Siten "vasemmat" jalat kaikille kondensaattoreilla on yksi potentiaali, ja "oikeilla" on toinen. Toisin sanoen "vasemman" ja "oikean" jalan välinen potentiaaliero on sama mille tahansa kondensaattorille, ja tämä tarkoittaa vain, että kaikilla kondensaattoreilla on sama jännite. Näet hieman tiukemman johtopäätöksen tästä lausunnosta tässä artikkelissa. Siinä esitimme sen vastusten rinnakkaisliitännälle, mutta tässä se kuulostaa täysin samalta.

Joten saimme selville, että kaikkien rinnakkain kytkettyjen kondensaattoreiden jännite on sama. Tämä on muuten totta minkä tahansa jännitteen- sekä vakioille että muuttuville. Voit liittää akun kolmeen rinnakkain kytkettyyn kondensaattoriin 1,5 V. Ja heillä kaikilla on pysyvä 1,5 V. Tai voit liittää niihin sinimuotoisen jännitegeneraattorin taajuudella 50 Hz ja amplitudi 310 V. Ja jokaisella kondensaattorilla on sinimuotoinen jännite taajuudella 50 Hz ja amplitudi 310 V. Se on tärkeää muistaa rinnakkain kytketyillä kondensaattoreilla on sama paitsi amplitudi, myös jännitteen taajuus ja vaihe.

Ja jos jännitteellä kaikki on niin yksinkertaista, niin virralla tilanne on monimutkaisempi. Kun puhumme virtasta kondensaattorin kautta, tarkoitamme yleensä vaihtovirtaa. Muistatko, että tasavirrat eivät kulje kondensaattoreiden läpi? DC-kondensaattori on kuin avoin piiri (kondensaattorissa on itse asiassa jonkin verran vuotovastusta, mutta se jätetään yleensä huomiotta, koska se on niin suuri). Vaihtovirrat kulkevat melko hyvin kondensaattoreiden läpi, ja niillä voi olla hyvin, hyvin suuria amplitudeja. On selvää, että nämä vaihtovirrat johtuvat joistakin kondensaattoreihin kohdistetuista vaihtojännitteistä. Olkaamme siis edelleen kolme rinnakkain kytkettyä kondensaattoria kapasitanssien C1, C2 ja C3 kanssa. Niihin syötetään jonkin verran vaihtojännitettä kompleksinen amplitudi. Tästä käytetystä jännitteestä johtuen kondensaattoreiden läpi virtaa joitain vaihtovirtoja, joilla on monimutkainen amplitudi. Piirretään selvyyden vuoksi kuva, jossa kaikki nämä määrät näkyvät. Se on esitetty kuvassa 2.

Kuva 2 - Virtojen etsiminen kondensaattorien läpi

Ensinnäkin sinun on ymmärrettävä, kuinka virrat liittyvät kokonaislähdevirtaan. Ja he ovat yhteydessä, herrat, kaikki samalla tavalla Kirchhoffin ensimmäinen laki, jonka olemme jo tavanneet erillisessä artikkelissa. Kyllä, tarkastelimme sitä tasavirran yhteydessä. Mutta käy ilmi, että Kirchhoffin ensimmäinen laki pitää paikkansa vaihtovirran tapauksessa! Tässä tapauksessa on vain käytettävä monimutkaisia ​​​​virran amplitudeja. Joten kolmen rinnakkain kytketyn kondensaattorin kokonaisvirta on suhteessa kokonaisvirtaan tällä tavalla

Tuo on kokonaisvirta itse asiassa yksinkertaisesti jaetaan kolmen kondensaattorin kesken, kun taas sen kokonaisarvo pysyy samana. On tärkeää muistaa vielä yksi tärkeä asia - virran taajuus ja sen vaihe ovat samat kaikille kolmelle kondensaattorille. Kokonaisvirralla on täsmälleen sama taajuus ja vaihe minä. Siten ne eroavat vain amplitudista, joka on erilainen jokaiselle kondensaattorille. Kuinka löytää nämä samat virran amplitudit? Erittäin yksinkertainen! Artikkelissa aiheesta kondensaattorin vastus liitimme virran kondensaattorin läpi ja jännitteen kondensaattorin yli kondensaattorin resistanssin kautta. Voimme helposti laskea kondensaattorin resistanssin, kun tiedämme sen kapasiteetin ja sen läpi kulkevan virran taajuuden (muista, että eri taajuuksilla kondensaattorilla on eri vastus) yleisen kaavan avulla:

Tämän upean kaavan avulla voimme löytää kunkin kondensaattorin resistanssin:

Tämän kaavan avulla voimme helposti löytää virran kunkin kolmen rinnakkain kytketyn kondensaattorin läpi:

Kokonaisvirta piirissä, joka virtaa solmuun A ja sitten ulos solmusta B, on luonnollisesti yhtä suuri kuin

Varmuudeksi muistutan vielä kerran, että tämä tapahtui perusteella Kirchhoffin ensimmäinen laki. Huomatkaa hyvät herrat, yksi tärkeä tosiasia - Mitä suurempi kondensaattorin kapasitanssi, sitä pienempi sen vastus ja sitä enemmän virtaa sen läpi kulkee.

Kuvitellaan kolmen rinnankytketyn kondensaattorin läpi menevä kokonaisvirta niihin kohdistetun jännitteen ja kolmen rinnankytketyn kondensaattorin jonkin vastaavan kokonaisresistanssin Z c∑ (jota emme vielä tiedä, mutta jonka löydämme myöhemmin) suhteena :

Pienentämällä vasenta ja oikeaa puolta U:lla, saamme

Siten saamme tärkeän johtopäätöksen: kun kondensaattoreita kytketään rinnan, käänteinen ekvivalenttiresistanssi on yhtä suuri kuin yksittäisten kondensaattoreiden käänteisresistanssien summa. Jos muistat, saimme täsmälleen saman johtopäätöksen kun vastusten rinnakkaiskytkentä .

Mitä kapasiteetille tapahtuu? Mikä on kolmen rinnakkain kytketyn kondensaattorin järjestelmän kokonaiskapasitanssi? Onko tämä mahdollista löytää jotenkin? Voit tietysti! Ja mikä parasta, melkein teimme sen. Korvataan kondensaattoriresistanssien dekoodaus viimeiseen kaavaamme. Sitten saamme jotain tällaista:

Alkeisten matemaattisten muunnosten jälkeen, jotka ovat saatavilla jopa viidennelle luokkalaiselle, saamme sen

Tämä on seuraava erittäin tärkeä johtopäätöksemme: useiden rinnakkain kytkettyjen kondensaattorien järjestelmän kokonaiskapasitanssi on yhtä suuri kuin yksittäisten kondensaattoreiden kapasitanssien summa.

Joten olemme tarkastelleet pääkohtia kondensaattoreiden rinnakkaisliitännästä. Tehdään niistä yhteenveto ytimekkäästi:

• Kaikkien kolmen rinnankytketyn kondensaattorin jännite on sama (amplitudi, vaihe ja taajuus);
• Virran amplitudi rinnakkain kytkettyjä kondensaattoreita sisältävässä piirissä on yhtä suuri kuin yksittäisten kondensaattoreiden läpi kulkevien virtojen amplitudien summa. Mitä suurempi kondensaattorin kapasitanssi on, sitä suurempi on sen läpi kulkevan virran amplitudi. Kaikkien kondensaattoreiden virtojen vaiheet ja taajuudet ovat samat;
• Kun kondensaattoreita kytketään rinnan, käänteinen ekvivalenttiresistanssi on yhtä suuri kuin yksittäisten kondensaattoreiden käänteisresistanssien summa;
• Rinnakkain kytkettyjen kondensaattorien kokonaiskapasitanssi on yhtä suuri kuin kaikkien kondensaattoreiden kapasitanssien summa.

Hyvät herrat, jos muistatte ja ymmärrätte nämä neljä kohtaa, voidaan sanoa, etten kirjoittanut artikkelia turhaan.

Yritetään nyt yhdistää materiaalia ratkaista jokin ongelma kondensaattorien rinnakkaisliitäntään. Koska hyvin todennäköisesti, jos et ole ennen kuullut mitään kondensaattorien rinnakkaiskytkennästä, niin kaikki edellä kirjoitettu voidaan nähdä yksinkertaisesti joukona abstrakteja kirjaimia, joita ei ole kovin selvää soveltaa käytännössä. Siksi mielestäni tehtävien läsnäolo lähellä harjoittelua on olennainen osa koulutusprosessia. Tehtävä siis.

Oletetaan, että meillä on kolme rinnakkain kytkettyä kondensaattoria, joilla on kapasitanssit C1 = 1 uF, C2 = 4,7 uF Ja C3 = 22 μ F. Niihin kohdistetaan vaihtuva sinimuotoinen jännite, jolla on amplitudi U max = 50 V ja taajuus f = 1 kHz. Tarve määrittää

a) jännite jokaisessa kondensaattorissa;

b) kunkin kondensaattorin läpi kulkeva virta ja piirin kokonaisvirta;

c) kunkin kondensaattorin resistanssi vaihtovirralle ja kokonaisresistanssi;

d) tällaisen järjestelmän kokonaiskapasiteetti.

Aloitetaan jännityksestä. Muistamme sen Meillä on sama jännite kaikissa kondensaattoreissa- eli sinimuotoinen taajuudella f = 1 kHz ja amplitudilla U max = 50 V. Oletetaan, että se muuttuu sinimuotoisen lain mukaan. Sitten voimme kirjoittaa seuraavan

Olemme siis vastanneet ongelman ensimmäiseen kysymykseen. Kondensaattoriemme jänniteoskilogrammi on esitetty kuvassa 3.

Kuva 3 - Kondensaattorien jänniteoskilogrammi

Kyllä, näemme, että vastuksemme eivät ole vain monimutkaisia, vaan myös miinusmerkkejä. Tämän ei kuitenkaan pitäisi häiritä teitä, herrat. Tämä tarkoittaa vain että kondensaattorin läpi kulkeva virta ja kondensaattorin yli oleva jännite ovat eri vaiheissa toisiinsa nähden, jolloin virta johtaa jännitteen. Kyllä, tässä kuvitteellinen yksikkö näyttää vain vaihesiirron eikä mitään muuta. Virran amplitudin laskemiseksi tarvitsemme vain tämän kompleksiluvun moduulin. Kaikesta tästä on jo keskusteltu kahdessa edellisessä artikkelissa (yksi ja kaksi). Ehkä tämä ei ole täysin ilmeistä, ja tästä asiasta tarvitaan jonkinlainen visuaalinen kuva. Tämä voidaan tehdä trigonometrisellä ympyrällä, ja toivottavasti hieman myöhemmin teen erillisen artikkelin, joka on omistettu tälle, tai voit selvittää, kuinka näyttää se visuaalisesti itse käyttämällä tietoja artikkelistani kompleksiluvuista sähkötekniikassa.
Nyt mikään ei estä sinua löytämään käänteistä kokonaisvastusta:

Löydä kolmen rinnakkain kytketyn kondensaattorimme kokonaisresistanssi

On muistettava, että tämä on vastustusta totta vain 1 kHz taajuudella. Muilla taajuuksilla resistanssiarvo on ilmeisesti erilainen.

Seuraava vaihe on laskea kunkin kondensaattorin läpi kulkevien virtojen amplitudit. Laskennassa käytämme vastusmoduuleja (hylkää kuvitteellinen yksikkö) muistaen, että vaihesiirto virran ja jännitteen välillä on 90 astetta (eli jos jännite muuttuu sinilain mukaan, virta muuttuu kosinilaki). Voit myös suorittaa laskelmia kompleksiluvuilla käyttämällä virran ja jännitteen monimutkaisia ​​amplitudeja, mutta mielestäni tässä ongelmassa on helpompi yksinkertaisesti ottaa huomioon vaihesuhteet. Eli virtojen amplitudit ovat yhtä suuret

Virran kokonaisamplitudi piirissä on ilmeisesti yhtä suuri

Meillä on varaa lisätä signaalin amplitudit tällä tavalla, koska kaikilla rinnakkaisten kondensaattoreiden kautta kulkevilla virroilla on sama taajuus ja vaihe. Jos tämä vaatimus ei täyty, et voi yksinkertaisesti ottaa sitä ja taittaa sitä.

Nyt, muistaen vaihesuhteet, kukaan ei estä meitä kirjoittamasta muistiin jokaisen kondensaattorin läpi tapahtuvan virran muutoksen lakeja.

Ja piirin kokonaisvirta

Kondensaattorien läpi kulkevien virtojen oskilogrammit on esitetty kuvassa 4.

Kuva 4 - Kondensaattorien läpi kulkevien virtojen oskillogrammit

No, tehtävän suorittamiseksi yksinkertaisin asia on löytää järjestelmän kokonaiskapasiteetti kapasiteettien summana:

Muuten, tätä kapasitanssia voidaan käyttää kolmen rinnakkain kytketyn kondensaattorin kokonaisresistanssin laskemiseen. Harjoituksena lukija kehotetaan näkemään tämä itse.

Lopuksi haluaisin selventää yhtä, kenties tärkeintä kysymystä: a miksi kondensaattoreita pitää kytkeä rinnan käytännössä?? Mitä tämä antaa? Mitä mahdollisuuksia se avaa meille? Alla hahmottelin kohta kohdalta pääkohdat:

No, lopetamme tähän, herrat. Kiitos huomiosta ja nähdään taas!

Liity joukkoomme

Kysymys kondensaattoreiden kytkemisestä voi syntyä kaikille elektroniikasta ja juottamisesta kiinnostuneille. Useimmiten tämän tarve syntyy tapauksissa, joissa sopivan arvoista laitetta ei ole saatavilla laitetta koottaessa tai korjattaessa.

Esimerkiksi henkilön on korjattava laite vaihtamalla elektrolyyttikondensaattori, jonka kapasiteetti on vähintään 1000 mikrofaradia, nimellisarvoon sopivia osia ei ole käsillä, mutta on olemassa useita tuotteita, joiden parametrit ovat alhaisemmat. Tässä tapauksessa on kolme vaihtoehtoa päästä eroon tilanteesta:

1. 1000 mikrofaradin kondensaattorin sijasta vaihda se laitteeseen, jonka arvo on pienempi.
2. Mene lähimpään myymälään tai radiokauppaan ostamaan sopiva vaihtoehto.
3. Yhdistä useita elementtejä yhteen saadaksesi tarvittavan kapasiteetin.

On parempi kieltäytyä asentamasta alhaisemman arvon radioelementtiä, koska tällaiset kokeet eivät aina pääty onnistuneesti. Voit mennä torille tai kauppaan, mutta tämä vie paljon aikaa. Siksi tässä tilanteessa kytketään usein useita kondensaattoreita ja vaadittu kapasiteetti saadaan.

Kondensaattorien rinnakkaiskytkentä

Rinnakkaispiiri kondensaattoreiden kytkemiseksi sisältää kaikkien laitteiden levyjen yhdistämisen kahteen ryhmään. Ensimmäiset johtopäätökset liitetään yhteen ryhmään ja toiset johtopäätökset toiseen ryhmään. Alla olevassa kuvassa on esimerkki.

Rinnakkain kytketyt kondensaattorit on kytketty samaan jännitelähteeseen, joten niiden välillä on kaksi jännitepistettä tai potentiaalieroa. On otettava huomioon, että jännite rinnan kytkettyjen kondensaattorien kaikissa liittimissä on sama.

Rinnakkaispiiri muodostaa elementeistä yhden kapasitanssin, jonka arvo on yhtä suuri kuin kaikkien ryhmään kytkettyjen kondensaattorien kapasitanssien summa. Tällöin kondensaattorien läpi virtaa erisuuruinen virta laitteen käytön aikana. Tuotteen läpi kulkevan virran parametrit riippuvat laitteen yksilöllisestä kapasiteetista. Mitä suurempi kapasitanssi, sitä suurempi virta kulkee sen läpi. Rinnakkaiskytkentää kuvaava kaava on seuraava:

Rinnakkaispiiriä käytetään useimmiten jokapäiväisessä elämässä, sen avulla voit koota tarvittavan kapasiteetin useista eri arvoisista yksittäisistä elementeistä.

Kondensaattorien sarjaliitäntä

Sarjakytkentäpiiri on ketju, jossa kondensaattorin ensimmäinen levy on kytketty edellisen laitteen toiseen levyyn ja toinen levy seuraavan laitteen ensimmäiseen levyyn. Ensimmäisen kondensaattorin ensimmäinen napa ja piirin viimeisen osan toinen napa on kytketty sähkövirran lähteeseen, minkä seurauksena sähkövaraukset jakautuvat uudelleen niiden välillä. Kaikissa välilevyissä on samansuuruiset varaukset, jotka vaihtelevat etumerkillä.

Alla olevassa kuvassa on esimerkki sarjaliitännästä.

Samansuuruinen virta kulkee ryhmään kytkettyjen kondensaattorien läpi. Kokonaistehoa rajoittaa pienimmän nimellisarvon omaavan laitteen levyjen pinta-ala, koska pienimmän kapasiteetin laitteen lataamisen jälkeen koko piiri lakkaa kulkemasta virtaa.

Ilmeisistä haitoista huolimatta tämä menetelmä lisää yksittäisten levyjen välistä eristystä kaikkien sarjaan kytkettyjen kondensaattoreiden napojen välisten etäisyyksien summaan. Eli kun kaksi elementtiä on kytketty sarjaan 200 V:n käyttöjännitteellä, niiden napojen välinen eristys kestää jopa 1000 V jännitteitä. Kapasitanssi kaavan mukaan:

Tämän menetelmän avulla voit saada pienemmän kondensaattorin vastaavan ryhmässä, joka pystyy toimimaan suurilla jännitteillä. Kaikki tämä voidaan saavuttaa ostamalla yksittäinen sopivan arvoinen elementti, koska käytännössä sarjaliitäntöjä ei käytännössä tule koskaan vastaan.

Tämä kaava on merkityksellinen kahden sarjaan kytketyn kondensaattorin piirin kokonaiskapasitanssin laskemisessa. Jotta voit määrittää piirin kokonaiskapasiteetin suurella määrällä laitteita, sinun on käytettävä kaavaa:

Sekakaava

Alla on esimerkki sekakytkentäkaaviosta.

Useiden laitteiden kokonaiskapasiteetin määrittämiseksi koko piiri on jaettava olemassa oleviin sarja- ja rinnakkaisliitäntöjen ryhmiin ja laskettava kullekin niistä kapasiteettiparametrit.

Käytännössä tämä menetelmä löytyy erilaisilta levyiltä, ​​joiden kanssa radioamatöörit joutuvat työskentelemään.

Sisältö:

Sähkötekniikan piirit koostuvat sähköelementeistä, joissa kondensaattoreiden kytkentämenetelmät voivat olla erilaisia. Sinun on ymmärrettävä, kuinka kondensaattori kytketään oikein. Piirin yksittäiset osat, joissa on kytketty kondensaattoreita, voidaan korvata yhdellä vastaavalla elementillä. Se korvaa joukon kondensaattoreita, mutta pakollinen ehto on täytettävä: kun vastaavan kondensaattorin levyihin syötetty jännite on yhtä suuri kuin vaihdettavan kondensaattoriryhmän tulon ja lähdön jännite, silloin varaus kondensaattori on sama kuin kondensaattoriryhmässä. Ymmärtääksemme kysymyksen kondensaattorin kytkemisestä mihin tahansa piiriin, harkitsemme sen kytkentätyyppejä.

Kondensaattorien rinnakkaiskytkentä piirissä

Kondensaattorien rinnakkaiskytkentä on, kun kaikki levyt on kytketty piirin kytkentäpisteisiin muodostaen kondensaattoripankin.

Kapasitanssimuistilaitteiden levyjen potentiaaliero on sama, koska ne kaikki ladataan samasta virtalähteestä. Tässä tapauksessa jokaisella latauskondensaattorilla on oma varaus, jolla on sama määrä energiaa.

Rinnakkaiskondensaattorit, syntyvän akun varausmäärän yleinen parametri, lasketaan kunkin kondensaattorin kaikkien varausten summana, koska jokainen kondensaattorin varaus ei riipu toisen kondensaattoriryhmään kuuluvan kondensaattorin varauksesta. kytketty rinnan piiriin.

Kun kondensaattorit on kytketty rinnan, kapasitanssi on yhtä suuri:

Esitetystä kaavasta voidaan päätellä, että koko taajuusmuuttajaryhmää voidaan pitää yhtenä niitä vastaavana kondensaattorina.

Rinnakkain kytketyillä kondensaattoreilla on jännite:

Kondensaattorien sarjakytkentä piirissä

Kun piiriin tehdään kondensaattoreiden sarjakytkentä, se näyttää kapasitiivisten tallennuslaitteiden ketjulta, jossa ensimmäisen ja viimeisen kapasitiivisen tallennuslaitteen (kondensaattorin) levy on kytketty virtalähteeseen.

Kondensaattorin sarjaliitäntä:

Kun kondensaattoreita kytketään sarjaan, kaikki tässä osiossa olevat laitteet ottavat saman määrän sähköä, koska prosessissa ovat mukana tallennuslaitteiden ensimmäinen ja viimeinen levy ja levyt 2, 3 ja muut N asti varautuvat vaikutuksen kautta. Tästä syystä kapasitanssimuistilaitteen levyn 2 varaus on arvoltaan yhtä suuri kuin levyn 1 varaus, mutta sillä on päinvastainen etumerkki. Käyttölevyn 3 varaus on yhtä suuri kuin levyn 2 varausarvo, mutta myös päinvastaisella merkillä on samanlainen latausjärjestelmä.

Kaava varauksen löytämiseksi kondensaattorista, kondensaattorin kytkentäkaavio:

Kun kondensaattoreita kytketään sarjaan, kunkin kapasitanssin tallennuslaitteen jännite on erilainen, koska samalla sähköenergiamäärällä latauksessa on mukana eri kapasitanssit. Kapasitanssin riippuvuus jännitteestä on seuraava: mitä pienempi se on, sitä suurempi jännite on syötettävä käyttölevyihin sen lataamiseksi. Ja käänteinen arvo: mitä suurempi tallennuskapasiteetti, sitä vähemmän jännitettä sen lataamiseen tarvitaan. Voidaan päätellä, että sarjakytkettyjen taajuusmuuttajien kapasitanssilla on merkitystä levyjännitteen kannalta - mitä pienempi se on, sitä enemmän jännitettä tarvitaan, ja myös suuren kapasiteetin taajuusmuuttajat vaativat vähemmän jännitettä.

Pääasiallinen ero kapasitanssivarastojen sarjakytkennän välillä on se, että sähkö virtaa vain yhteen suuntaan, mikä tarkoittaa, että jokaisessa pinotun akun kapasitanssin tallennuslaitteessa virta on sama. Tämäntyyppiset kondensaattoriliitännät takaavat tasaisen energian varastoinnin tallennuskapasiteetista riippumatta.

Ryhmää kapasitanssin tallennuslaitteita voidaan kaaviossa pitää myös vastaavana tallennuslaitteena, jonka levyihin syötetään jännite, joka määräytyy kaavan mukaan:

Kapasitiivisten tallennuslaitteiden ryhmän yhteisen (vastaavan) tallennuslaitteen varaus sarjayhteydessä on yhtä suuri:

Sarjaan kytkettyjen kondensaattorien kapasitanssin yleinen arvo vastaa lauseketta:

Kapasitiivisten tallennuslaitteiden sekoitettu sisällyttäminen piiriin

Kondensaattorien rinnakkais- ja sarjakytkentää yhdessä piiripiirin osista kutsuvat asiantuntijat sekakytkennän.

Sekakytketyn kapasiteetin tallennuslaitteiden piirin osa:

Kondensaattorien sekoitettu kytkentä piirissä lasketaan tietyssä järjestyksessä, joka voidaan esittää seuraavasti:

• piiri on jaettu osiin, jotka on helppo laskea, tämä on kondensaattorien sarja- ja rinnakkaiskytkentä;
• laskemme vastaavan kapasitanssin ryhmälle kondensaattoreita, jotka on kytketty sarjaan rinnakkaiskytkentäosassa;
• löydämme vastaavan kapasiteetin rinnakkaisleikkauksesta;
• kun vastaavat tallennuskapasiteetit määritetään, on suositeltavaa piirtää kaavio uudelleen;
• Tuloksena olevien sähköenergian varastointilaitteiden kapasiteetti peräkkäisen päällekytkennän jälkeen lasketaan.

Kapasitanssin tallennuslaitteet (kaksoispääteverkot) on kytketty piiriin eri tavoin, mikä tarjoaa useita etuja sähköisten ongelmien ratkaisemisessa verrattuna perinteisiin kondensaattoreiden kytkentämenetelmiin:

1. Käytetään sähkömoottoreiden ja muiden laitteiden kytkemiseen työpajoissa, radiotekniikan laitteissa.
2. Yksinkertaistaa sähköpiirien arvojen laskemista. Asennus suoritetaan erillisissä osissa.
3. Kaikkien elementtien tekniset ominaisuudet eivät muutu, kun virran voimakkuus ja magneettikenttä muuttuvat tätä käytetään eri tallennuslaitteiden käynnistämiseen. Sille on ominaista kapasitanssin ja jännitteen vakioarvo, ja varaus on verrannollinen potentiaaliin.

Johtopäätös

Erilaisia ​​kondensaattoreiden sisällyttämistä piiriin käytetään sähköongelmien ratkaisemiseen, erityisesti polaaristen tallennuslaitteiden hankkimiseen useista ei-polaarisista kaksinapaisista verkoista. Tässä tapauksessa ratkaisu olisi yhdistää yksinapaisia ​​kapasitanssimuistilaitteita käyttämällä anti-rinnakkaismenetelmää (kolmio). Tässä piirissä miinus on kytketty miinukseen ja plus on kytketty plus. Tallennuskapasiteetti kasvaa ja kahden päätelaitteen verkon toiminta muuttuu.

Seuraavia merkintöjä ei näytetä: kondensaattorien sarja- ja sekakytkentä, kondensaattorien sarja- ja rinnakkaiskytkentä ja kapasitanssi kytkettäessä kondensaattoreita rinnan.

Sähköpiireissä ja piireissä käytetään erilaisia ​​kondensaattoreiden kytkentämenetelmiä. Kondensaattorien kytkentä kondensaattoriryhmiin voi olla sarja-, rinnakkais- ja sarja-rinnakkaiskytkentä (sekoitettu).

Jos kondensaattorien kytkentä akkuun suoritetaan ketjun muodossa ja vain ensimmäisen ja viimeisen kondensaattorin levyt on kytketty piirin liitäntäpisteisiin, niin tällainen kytkentä on ns. johdonmukainen.

Kun kondensaattorit kytketään sarjaan, ne latautuvat samalla määrällä sähköä, vaikka vain kaksi ulompaa levyä ladataan virtalähteestä ja loput levyt latautuvat sähkökentän vaikutuksesta. Tässä tapauksessa levyn 2 varaus on samanarvoinen, mutta vastakkainen etumerkillä kuin levyn 1 varaus, levyn 3 varaus on yhtä suuri kuin levyn 2 varaus, mutta on myös päinvastainen, jne.

Mutta tarkemmin sanottuna eri kapasitiivisten elementtien jännitteet vaihtelevat, koska lataaminen samalla sähkömäärällä eri nimelliskapasiteetilla vaatii aina erilaisia ​​jännitteitä. Mitä pienempi kondensaattorin kapasiteetti, sitä korkeampaa jännitetasoa tarvitaan, jotta radiokomponentti ladataan tarvittavalla määrällä sähköä ja päinvastoin.

Näin ollen, kun ladataan sarjaan kytkettyjä kondensaattoreita, pienten kondensaattoreiden jännitteet ovat korkeammat ja suurikapasiteettisten elementtien - pienemmät.

Tarkastellaan koko sarjaan kytkettyä kondensaattoriryhmää yhtenä ekvivalenttina kapasitanssina, jonka levyjen välissä on jännitetaso, joka on yhtä suuri kuin ryhmän kaikkien elementtien jännitteiden summa ja jonka varaus on yhtä suuri kuin varaus. mistä tahansa tämän ryhmän komponentista.

Jos tarkastelemme lähemmin ryhmän pienintä kapasitanssiluokitusta, sillä pitäisi olla korkein jännitetaso. Mutta itse asiassa sen jännitetaso on vain osa koko ryhmän kokonaisjännitearvosta. Jännite koko ryhmässä on aina suurempi kuin jännite pienimmän kapasitanssiarvon omaavan kondensaattorin yli. Ja siksi voimme sanoa niin sarjaan kytketyn kondensaattoriryhmän kokonaiskapasitanssi on pienempi kuin ryhmän pienimmän kondensaattorin kapasitanssi.

Ryhmän kokonaiskapasiteetin laskemiseksi tässä esimerkissä käytämme seuraavaa kaavaa:

1/C yhteensä = 1/C 1 + 1/C 2 + 1/C 3

Erikoistapauksessa, jossa kaksi elementtiä on kytketty sarjaan, kaava on muotoa:

C yhteensä = C 1 × C 2 / C 1 + C 2

Käytännön esimerkkinä kytketään sarjaan kolme radiokomponenttia, joiden nimellisarvo on 100 mikrofaradia 100 volttia kohti. Yllä olevan kaavan mukaan jaamme yksikön kapasiteetilla. Sitten teemme yhteenvedon. Sitten jaamme yhden saadulla tuloksella.

Joten - (1:100)+(1:100)+(1:100) = 0,01 + 0,01 + 0,01 = 0,03 ja lopuksi 1: 0,03 = 33 uF 300 voltilla (kaikki jännitteet lasketaan yhteen 100+100+100 = 300v). Tuloksena saadaan kondensaattoripankki, jonka kokonaiskapasiteetti on 33 mikrofaradia 300 voltilla.

Jos sarjakytkennällä on tarpeen hankkia suurikapasiteettinen ei-polaarinen kondensaattori, voit kytkeä kaksi elektrolyyttistä kondensaattoria. Tässä tapauksessa on suositeltavaa valita saman luokan kondensaattorit.

Kytkemme molemmat kondensaattorit sarjaan yhdistämällä niiden negatiiviset elektrodit toisiinsa. Tuloksena saamme kapasiteetin, joka on puolet kustakin nimellisarvosta

Jos kapasitiivisten elementtien ryhmä sisältyy piiriin siten, että kaikkien piirikomponenttien levyt on kytketty suoriin kytkentäpisteisiin, niin tällaista yhteyttä kutsutaan kondensaattoreiden rinnakkaiskytkennäksi.

Kun ladataan ryhmää rinnakkain kytkettyjä kondensaattoreita, kaikkien elementtien levyjen välillä on sama jännite, koska ne kaikki ladataan samasta virtalähteestä. Kaikkien elementtien sähkön kokonaismäärä on yhtä suuri kuin kuhunkin säiliöön erikseen sijoitettujen sähkömäärien summa, koska kunkin niistä lataus suoritetaan riippumatta tämän piirin muiden komponenttien varauksesta. Tämän perusteella koko järjestelmää voidaan pitää yhtenä yhteisenä ekvivalenttina kondensaattorina. Sitten kokonaiskapasitanssi, kun kondensaattorit kytketään rinnan, on yhtä suuri kuin kapasitanssien summa kaikki yhdistetyt elementit.

Merkitään akkuun kytkettyjen elementtien kokonaiskapasiteettia symbolilla Yhteisen kanssa, voit kirjoittaa kaavan:

Ctot = C 1 + C 2 + C 3

Katsotaanpa tätä kaavaa elävän esimerkin avulla. Oletetaan, että tarvitsemme kiireesti 100 mikrofaradin 50 V kondensaattorin kodinkoneiden korjaamiseen, mutta meillä on vain 47 mikrofaradin 50 V kondensaattori. Jos kytket ne rinnakkain (miinus miinus ja plus plus plus), tuloksena olevan kondensaattoripankin kokonaiskapasiteetti on noin 94 mikrofaradia 50 voltilla. Tämä on täysin hyväksyttävä poikkeama, joten voit asentaa tämän kokoonpanon turvallisesti elektronisiin laitteisiin.

Yhdistetään kondensaattoreiden rinnakkaisliitännästä saadut tiedot radioamatööriharjoitteluun: sanotaanpa, että korvataksemme turvonneen kondensaattorin henkilökohtaisen tietokoneen emolevyllä, tarvitsemme kapasitanssin, jonka nimellisarvo on 2000 mikrofaradia, mutta onneksi meillä ei ollut sitä, emmekä myöskään halua juosta radiomarkkinoille. Tässä tulee avuksemme tieto konttien rinnakkaisliitoksen laista.

C yhteensä = C 1 + C 2 = 1000 µF + 1000 µF = 2000 µF

Kuten näette, ei ole mitään monimutkaista, rinnakkaisliitännällä jokainen yksittäinen kapasitiivinen radiokomponentti altistuu samalle jännitteelle ja komposiittikondensaattori ladataan kaksi kertaa enemmän sähköä.

Kondensaattorien sarja-rinnakkaiskytkentä on piiri tai piiri, joka sisältää osia, joissa on sekä rinnakkais- että sarjakytkennät radiokomponentteja.

Kun lasketaan tällaisen piirin kokonaiskapasiteetti sarja-rinnakkaisliitäntätyyppi tämä osa (kuten tapauksessa) on jaettu perusosiin, jotka koostuvat yksinkertaisista ryhmistä, joissa on sarja- tai rinnakkaisliitännät säiliöitä. Seuraavaksi laskenta-algoritmi saa muotoa:

1. Laske osien vastaava kapasiteetti, kun kapasiteetit on kytketty sarjaan.
2. Jos nämä osat koostuvat sarjaan kytketyistä kondensaattoreista, laske ensin niiden kapasitanssi.
3. Kun olet laskenut vastaavat kapasiteetit, piirrä kaavio uudelleen. Tyypillisesti saadaan sarjaan kytkettyjen vastaavien kondensaattoreiden piiri.
4. Laske tuloksena olevan piirin kokonaiskapasiteetti.

Esimerkki kapasitanssin laskemisesta kondensaattoreiden sekaliitännälle