Serieschakeling van condensatoren wordt meestal in twee gevallen gebruikt: om een ​​condensator met een hoog toelaatbare spanning te verkrijgen of om een ​​condensator met de gewenste capaciteit te verkrijgen.

Selecteren van de condensatorweerstand

Bij het selecteren van de capaciteit van een condensator is het natuurlijk gemakkelijker om een ​​parallelle verbinding te gebruiken, omdat de capaciteiten van alle condensatoren eenvoudigweg worden opgeteld. Maar als we een capaciteitswaarde moeten krijgen die lager is dan die van alle beschikbare condensatoren, dan zal een serieschakeling ons helpen. Verrassend genoeg lijkt de formule voor het berekenen van de capaciteit van condensatoren wanneer ze in serie zijn aangesloten sterk op de formule voor het berekenen van de parallelle weerstand van weerstanden.
Cs=C1*C2/(C1+C2). Ja, de formule is lastig; het is gemakkelijker om een ​​rekenmachine te gebruiken.

Hoogspanningscondensator

Als een hoogspanningscondensator nodig is, kunnen twee of meer laagspanningscondensatoren worden gebruikt. Het is het beste om condensatoren met de meest vergelijkbare kenmerken te combineren. Omdat condensatoren bij serieschakeling met dezelfde stroom worden opgeladen en ontladen, kunnen condensatoren vanwege verschillen in capaciteitswaarden worden opgeladen tot verschillende spanningswaarden en hoe groter het verschil in capaciteit, hoe groter de spanningsonbalans.
Een ander probleem bij een dergelijke verbinding wordt veroorzaakt door de verspreiding van lekstromen. Hoe groter de lekstroom van de condensator, hoe sneller deze zal ontladen, terwijl de condensator met een lagere lekstroom de spanning zal verhogen en na verloop van tijd zal de spanning op de eerste condensator nul worden, en op de tweede zal deze de volledige spanning hebben. . Het blijkt dat slechts één condensator werkt.
Om de spanning over de condensatoren in evenwicht te brengen, moet je een weerstand parallel aansluiten op elke condensator in de keten. De weerstand van de weerstand wordt zo berekend dat de stroom die door de weerstand vloeit tien keer groter is dan het verschil tussen de lekstromen van in serie geschakelde condensatoren.

Van de twee polaire condensatoren is er één niet-polair

Er zijn situaties waarin een niet-polaire condensator nodig is, maar er zijn alleen polaire condensatoren beschikbaar. Dan kun je twee polaire condensatoren nemen met een capaciteit die twee keer zo hoog is als de vereiste condensator zou moeten worden verkregen en deze in tegenserie combineren, dat wil zeggen plus met plus of min met min. En soldeer de resterende twee pinnen in het circuit.

Bijzonderheden 03 juli 2017

Heren, op een prachtige zomerdag pakte ik mijn laptop en verliet het huis om naar mijn zomerhuisje te gaan. Daar, zittend in een schommelstoel in de schaduw van appelbomen, besloot ik dit artikel te schrijven. De wind ritselde door de takken van de bomen en wiegde ze heen en weer, en in de lucht hing precies die sfeer die bevorderlijk was voor de stroom van gedachten, die soms zo nodig is...

Maar genoeg over de teksten, het is tijd om direct naar de essentie van het probleem te gaan dat in de titel van het artikel wordt aangegeven.

Dus parallelle aansluiting van condensatoren... Wat is eigenlijk parallelle aansluiting? Degenen die mijn eerdere artikelen hebben gelezen, zullen zich zeker de betekenis van deze definitie herinneren. We kwamen het tegen toen we erover aan het praten waren parallelle aansluiting van weerstanden. In het geval van condensatoren zal de definitie precies dezelfde vorm hebben. Een parallelle verbinding van condensatoren is dus een verbinding waarbij sommige uiteinden van alle condensatoren zijn verbonden met het ene knooppunt en het andere met een ander knooppunt.

Het is natuurlijk beter om één keer te zien dan honderd keer te horen, dus in figuur 1 heb ik een afbeelding getoond van drie condensatoren die parallel zijn geschakeld. Laat de capaciteit van de eerste C1 zijn, de tweede - C2 en de derde - C3.

Figuur 1 - Parallelle aansluiting van condensatoren

In dit artikel zullen we kijken naar de wetten waardoor stromen, spanningen en AC-weerstand bij het parallel aansluiten van condensatoren, en wat zal de totale capaciteit van een dergelijk ontwerp zijn. Laten we het natuurlijk eens hebben over waarom zo’n verbinding überhaupt nodig zou kunnen zijn.

Ik stel voor om met spanning te beginnen, omdat alles daar heel duidelijk mee is. Heren, dat zou heel duidelijk moeten zijn Wanneer condensatoren parallel worden geschakeld, zijn de spanningen erover gelijk aan elkaar. Dat wil zeggen, de spanning op de eerste condensator is precies hetzelfde als op de tweede en derde

Waarom is dit precies zo? Ja, heel simpel! De spanning over een condensator wordt berekend als het potentiaalverschil tussen de twee benen van de condensator. En bij een parallelle verbinding komen de "linker" benen van alle condensatoren samen in één knooppunt, en de "rechter" benen in een ander knooppunt. Dus de “linker” benen iedereen condensatoren hebben één potentieel, en de ‘juiste’ hebben een andere. Dat wil zeggen dat het potentiaalverschil tussen de "linker" en "rechter" benen voor elke condensator hetzelfde zal zijn, en dit betekent alleen dat alle condensatoren dezelfde spanning hebben. Een iets rigoureuzere conclusie over deze verklaring kunt u in dit artikel lezen. Daarin presenteerden we het voor de parallelle aansluiting van weerstanden, maar hier klinkt het absoluut hetzelfde.

We kwamen er dus achter dat de spanning op alle parallel geschakelde condensatoren hetzelfde is. Dit geldt overigens voor elk type spanning- zowel voor constant als variabel. U kunt een batterij aansluiten op drie parallel geschakelde condensatoren 1,5 V. En ze zullen allemaal permanent zijn 1,5 V. Of u kunt er een sinusoïdale spanningsgenerator met een frequentie op aansluiten 50 Hz en amplitude 310 V. En elke condensator heeft een sinusoïdale spanning met een frequentie 50 Hz en amplitude 310 V. Het is belangrijk om dat te onthouden parallel geschakelde condensatoren zullen niet alleen de amplitude, maar ook de frequentie en fase van de spanning hetzelfde zijn.

En als alles met spanning zo eenvoudig is, dan is de situatie met stroom ingewikkelder. Als we het hebben over stroom door een condensator, bedoelen we meestal wisselstroom. Weet je nog dat gelijkstromen niet door condensatoren vloeien? Een condensator voor gelijkstroom is als een open circuit (er is eigenlijk enige condensatorlekweerstand, maar deze wordt meestal verwaarloosd omdat deze zo groot is). Wisselstromen vloeien vrij goed door condensatoren en kunnen zeer, zeer grote amplitudes hebben. Het is duidelijk dat deze wisselstromen worden veroorzaakt door wisselspanningen die op de condensatoren worden aangelegd. Laten we dus nog steeds drie parallel geschakelde condensatoren hebben met capaciteiten C1, C2 en C3. Er wordt een bepaalde wisselspanning op toegepast complexe amplitude. Als gevolg van deze aangelegde spanning zullen er wisselstromen met complexe amplitudes door de condensatoren stromen. Laten we voor de duidelijkheid een afbeelding maken waarin al deze hoeveelheden zullen verschijnen. Het wordt weergegeven in figuur 2.

Figuur 2 - Zoeken naar stromen door condensatoren

Allereerst moet u begrijpen hoe de stromen verband houden met de totale bronstroom. En ze zijn allemaal op dezelfde manier met elkaar verbonden, heren De eerste wet van Kirchhoff, die we al in een apart artikel hebben ontmoet. Ja, toen hebben we het bekeken in de context van gelijkstroom. Maar het blijkt dat de eerste wet van Kirchhoff waar blijft in het geval van wisselstroom! Het is alleen zo dat het in dit geval noodzakelijk is om complexe stroomamplitudes te gebruiken. De totale stroom van drie parallel geschakelde condensatoren is dus op deze manier gerelateerd aan de totale stroom

Dat is de totale stroom wordt eigenlijk eenvoudigweg verdeeld over de drie condensatoren, terwijl de totale waarde hetzelfde blijft. Het is belangrijk om nog een belangrijk ding te onthouden: de frequentie van de stroom en de fase ervan zullen voor alle drie de condensatoren hetzelfde zijn. De totale stroom zal exact dezelfde frequentie en fase hebben I. Ze zullen dus alleen in amplitude verschillen, die voor elke condensator verschillend zal zijn. Hoe vind je dezelfde stroomamplitudes? Heel eenvoudig! In het artikel over condensator weerstand we hebben de stroom door de condensator en de spanning over de condensator verbonden met de weerstand van de condensator. We kunnen eenvoudig de weerstand van een condensator berekenen, wetende de capaciteit ervan en de frequentie van de stroom die er doorheen vloeit (onthoud dat voor verschillende frequenties een condensator een verschillende weerstand heeft) met behulp van de algemene formule:

Met behulp van deze prachtige formule kunnen we de weerstand van elke condensator vinden:

Met behulp van deze formule kunnen we eenvoudig de stroom vinden door elk van de drie parallel geschakelde condensatoren:

De totale stroom in het circuit, die naar knooppunt A stroomt en vervolgens uit knooppunt B stroomt, is uiteraard gelijk aan

Voor het geval dat, wil ik u er nogmaals aan herinneren dat dit op de basis gebeurde De eerste wet van Kirchhoff. Let op, heren, één belangrijk feit: Hoe groter de capaciteit van de condensator, hoe lager de weerstand en hoe meer stroom er doorheen zal stromen.

Laten we ons de totale stroom door drie parallel geschakelde condensatoren voorstellen als de verhouding van de spanning die erop wordt toegepast en een gelijkwaardige totale weerstand Z c∑ (die we nog niet kennen, maar die we later zullen vinden) van de drie parallel geschakelde condensatoren :

Als we de linker- en rechterkant met U verminderen, krijgen we

We komen dus tot een belangrijke conclusie: bij parallelschakeling van condensatoren is de omgekeerde equivalente weerstand gelijk aan de som van de omgekeerde weerstanden van de individuele condensatoren. Weet je nog, we kregen precies dezelfde conclusie toen parallelle aansluiting van weerstanden .

Wat gebeurt er met de capaciteit? Wat is de totale capaciteit van een systeem van drie parallel geschakelde condensatoren? Is het mogelijk om dit op een of andere manier te vinden? Natuurlijk kan dat! En sterker nog, het was ons bijna gelukt. Laten we het decoderen van condensatorweerstanden vervangen door onze laatste formule. Dan krijgen we zoiets als dit:

Na elementaire wiskundige transformaties, die zelfs voor een vijfdeklasser toegankelijk zijn, verkrijgen we dat

Dit is onze volgende uiterst belangrijke conclusie: de totale capaciteit van een systeem van verschillende parallel geschakelde condensatoren is gelijk aan de som van de capaciteiten van de individuele condensatoren.

We hebben dus gekeken naar de belangrijkste punten met betrekking tot de parallelle aansluiting van condensatoren. Laten we ze allemaal beknopt samenvatten:

• De spanning op alle drie de parallel geschakelde condensatoren is hetzelfde (in amplitude, fase en frequentie);
• De amplitude van de stroom in een circuit met parallel geschakelde condensatoren is gelijk aan de som van de amplituden van de stromen door de afzonderlijke condensatoren. Hoe groter de capaciteit van de condensator, hoe groter de amplitude van de stroom er doorheen. De fasen en frequenties van de stromen op alle condensatoren zijn hetzelfde;
• Wanneer condensatoren parallel worden aangesloten, is de omgekeerde equivalente weerstand gelijk aan de som van de omgekeerde weerstanden van de individuele condensatoren;
• De totale capaciteit van parallel geschakelde condensatoren is gelijk aan de som van de capaciteiten van alle condensatoren.

Heren, als u deze vier punten onthoudt en begrijpt, kunt u zeggen dat ik het artikel niet voor niets heb geschreven.

Laten we nu proberen het materiaal te consolideren een probleem oplossen voor parallelle aansluiting van condensatoren. Omdat, zeer waarschijnlijk, als je nog nooit iets hebt gehoord over de parallelle aansluiting van condensatoren, alles wat hierboven is geschreven eenvoudigweg kan worden waargenomen als een reeks abstracte letters die niet erg duidelijk zijn hoe ze in de praktijk moeten worden toegepast. Daarom is naar mijn mening de aanwezigheid van taken die dicht bij de praktijk liggen een integraal onderdeel van het onderwijsproces. De taak dus.

Laten we zeggen dat we drie parallel geschakelde condensatoren met capaciteiten hebben C1=1 µF, C2=4,7 µF En C3=22μ F. Er wordt een sinusoïdale wisselspanning met een amplitude op toegepast Umax =50 V en frequentie f=1 kHz. Moet bepalen

a) spanning op elke condensator;

b) de stroom door elke condensator en de totale stroom in het circuit;

c) de weerstand van elke condensator tegen wisselstroom en de totale weerstand;

d) de totale capaciteit van een dergelijk systeem.

Laten we beginnen met spanning. Wij herinneren ons dat We hebben op alle condensatoren dezelfde spanning- dat wil zeggen sinusoïdaal met een frequentie f = 1 kHz en amplitude U max = 50 V. Laten we aannemen dat deze verandert volgens een sinusoïdale wet. Dan kunnen we het volgende schrijven

We hebben dus de eerste vraag van het probleem beantwoord. Het spanningsoscillogram op onze condensatoren wordt getoond in Figuur 3.

Figuur 3 - Spanningsoscillogram op condensatoren

Ja, we zien dat onze weerstanden niet alleen complex zijn, maar ook met een minteken. Dit hoeft u echter niet te storen, heren. Dit betekent alleen maar dat de stroom door de condensator en de spanning over de condensator uit fase zijn ten opzichte van elkaar, waarbij de stroom de spanning leidt. Ja, de denkbeeldige eenheid toont hier alleen een faseverschuiving en niets meer. Om de huidige amplitude te berekenen, hebben we alleen de modulus van dit complexe getal nodig. Dit alles is al besproken in de afgelopen twee artikelen (één en twee). Misschien is dit niet helemaal voor de hand liggend en is er een soort visuele illustratie van deze kwestie vereist. Dit kan op een trigonometrische cirkel worden gedaan en hopelijk zal ik iets later een apart artikel hieraan wijden, of je kunt zelf uitzoeken hoe je het visueel kunt laten zien, met behulp van gegevens uit mijn artikel over complexe getallen in de elektrotechniek.
Nu weerhoudt niets u ervan de inverse totale weerstand te vinden:

Vind de totale weerstand van onze drie parallel geschakelde condensatoren

We moeten niet vergeten dat dit weerstand is geldt alleen voor een frequentie van 1 kHz. Voor andere frequenties zal de weerstandswaarde uiteraard anders zijn.

De volgende stap is het berekenen van de amplitudes van de stromen door elke condensator. Bij de berekening zullen we weerstandsmodules gebruiken (gooi de denkbeeldige eenheid weg), waarbij we onthouden dat de faseverschuiving tussen stroom en spanning 90 graden zal zijn (dat wil zeggen, als onze spanning verandert volgens de sinuswet, dan zal de stroom veranderen volgens de cosinus wet). Je kunt ook berekeningen uitvoeren met complexe getallen, met behulp van complexe amplitudes van stroom en spanning, maar naar mijn mening is het bij dit probleem gemakkelijker om simpelweg rekening te houden met de faserelaties. De amplitudes van de stromen zijn dus gelijk

De totale amplitude van de stroom in het circuit is uiteraard gelijk aan

We kunnen het ons veroorloven de signaalamplitudes op deze manier op te tellen, omdat alle stromen door parallel geschakelde condensatoren dezelfde frequentie en fase hebben. Als niet aan deze vereiste wordt voldaan, kunt u hem niet zomaar pakken en opvouwen.

Als we de faserelaties in gedachten houden, houdt niemand ons tegen om de wetten van de huidige verandering door elke condensator op te schrijven

En de totale stroom in het circuit

Oscillogrammen van stromen door condensatoren worden getoond in Figuur 4.

Figuur 4 - Oscillogrammen van stromen door condensatoren

Om de taak te voltooien, is het eenvoudigste om de totale capaciteit van het systeem te vinden als de som van de capaciteiten:

Overigens kan deze capaciteit worden gebruikt om de totale weerstand van drie parallel geschakelde condensatoren te berekenen. Bij wijze van oefening wordt de lezer uitgenodigd dit met eigen ogen te zien.

Tot slot zou ik één, misschien wel de belangrijkste vraag willen verduidelijken: a waarom is het in de praktijk nodig om condensatoren parallel aan te sluiten?? Wat geeft dit? Welke mogelijkheden biedt het ons? Hieronder heb ik punt voor punt de belangrijkste punten uiteengezet:

Welnu, we eindigen hier, heren. Bedankt voor uw aandacht en graag tot ziens!

Sluit je aan bij onze

De vraag hoe condensatoren moeten worden aangesloten, kan zich voordoen voor iedereen die geïnteresseerd is in elektronica en solderen. Meestal ontstaat de behoefte hieraan in gevallen waarin een apparaat met een geschikte classificatie niet beschikbaar is bij het assembleren of repareren van een apparaat.

Een persoon moet bijvoorbeeld een apparaat repareren door een elektrolytische condensator met een capaciteit van 1000 microfarad of meer te vervangen; er zijn geen onderdelen beschikbaar die geschikt zijn voor de nominale waarde, maar er zijn verschillende producten met lagere parameters. In dit geval zijn er drie opties om uit deze situatie te komen:

1. Vervang deze in plaats van een condensator van 1000 microfarad door een apparaat met een lagere classificatie.
2. Ga naar de dichtstbijzijnde winkel of radiomarkt om een ​​geschikte optie te kopen.
3. Verbind meerdere elementen met elkaar om de benodigde capaciteit te verkrijgen.

Het is beter om te weigeren een radio-element met een lagere waarde te installeren, omdat dergelijke experimenten niet altijd succesvol eindigen. Je kunt naar de markt of naar de winkel gaan, maar dit kost veel tijd. Daarom worden in deze situatie vaak meerdere condensatoren aangesloten en wordt de vereiste capaciteit verkregen.

Parallelle aansluiting van condensatoren

Het parallelle circuit voor het aansluiten van condensatoren omvat het verbinden van alle platen van de apparaten in twee groepen. De eerste conclusies zijn verbonden in één groep, en de tweede conclusies in een andere groep. De onderstaande figuur toont een voorbeeld.

Parallel geschakelde condensatoren zijn verbonden met dezelfde spanningsbron, dus er zijn twee spanningspunten of potentiaalverschillen erover. Houd er rekening mee dat de spanning op alle klemmen van parallel geschakelde condensatoren hetzelfde zal zijn.

Een parallel circuit vormt een enkele capaciteit uit elementen, waarvan de waarde gelijk is aan de som van de capaciteiten van alle condensatoren die op de groep zijn aangesloten. In dit geval zal er tijdens de werking van het apparaat een stroom van verschillende grootten door de condensatoren vloeien. De parameters van de stroom die door het product gaat, zijn afhankelijk van de individuele capaciteit van het apparaat. Hoe hoger de capaciteit, hoe groter de stroom die er doorheen gaat. De formule die een parallelle verbinding karakteriseert, is als volgt:

Een parallel circuit wordt het vaakst gebruikt in het dagelijks leven; hiermee kunt u de vereiste capaciteit samenstellen uit een willekeurig aantal afzonderlijke elementen met verschillende waarden.

Serieschakeling van condensatoren

Het serieschakelingscircuit is een keten waarin de eerste plaat van de condensator is verbonden met de tweede plaat van het vorige apparaat en de tweede plaat is verbonden met de eerste plaat van het volgende apparaat. De eerste aansluiting van de eerste condensator en de tweede aansluiting van het laatste deel van het circuit zijn verbonden met een elektrische stroombron, waardoor er een herverdeling van elektrische ladingen tussen hen plaatsvindt. Alle tussenliggende platen hebben ladingen van gelijke grootte, afwisselend van teken.

De onderstaande afbeelding toont een voorbeeld van een seriële verbinding.

Een stroom van dezelfde grootte vloeit door condensatoren die in een groep zijn verbonden. Het totale vermogen wordt beperkt door het oppervlak van de platen van het apparaat met de kleinste capaciteit, omdat na het opladen van het apparaat met de kleinste capaciteit het hele circuit stopt met het doorgeven van stroom.

Ondanks de voor de hand liggende nadelen zorgt deze methode voor een toename van de isolatie tussen de afzonderlijke platen tot de som van de afstanden tussen de klemmen op alle in serie geschakelde condensatoren. Dat wil zeggen, wanneer twee elementen in serie zijn verbonden met een bedrijfsspanning van 200 V, is de isolatie tussen hun aansluitingen bestand tegen spanningen tot 1000 V. Capaciteit volgens de formule:

Met deze methode kunt u het equivalent van een kleinere condensator verkrijgen in een groep die bij hoge spanningen kan werken. Dit alles kan worden bereikt door één enkel element van een geschikte waarde aan te schaffen, omdat seriële verbindingen in de praktijk vrijwel nooit voorkomen.

Deze formule is relevant voor het berekenen van de totale capaciteit van een circuit van twee in serie geschakelde condensatoren. Om de totale capaciteit van een circuit met een groot aantal apparaten te bepalen, moet je de formule gebruiken:

Gemengd schema

Hieronder vindt u een voorbeeld van een gemengd aansluitschema.

Om de totale capaciteit van meerdere apparaten te bepalen, moet het hele circuit worden verdeeld in bestaande groepen seriële en parallelle verbindingen en moeten de capaciteitsparameters voor elk van hen worden berekend.

In de praktijk kom je deze methode tegen op diverse borden waar radioamateurs mee moeten werken.

Inhoud:

Circuits in de elektrotechniek bestaan ​​uit elektrische elementen waarin de methoden voor het aansluiten van condensatoren verschillend kunnen zijn. U moet begrijpen hoe u een condensator op de juiste manier aansluit. Afzonderlijke delen van het circuit met aangesloten condensatoren kunnen worden vervangen door één gelijkwaardig element. Het zal een reeks condensatoren vervangen, maar er moet aan een verplichte voorwaarde worden voldaan: wanneer de spanning die aan de platen van een equivalente condensator wordt geleverd gelijk is aan de spanning aan de ingang en uitgang van de groep condensatoren die wordt vervangen, dan zal de lading op de condensatoren condensator zal hetzelfde zijn als op de groep condensatoren. Laten we, om de vraag te begrijpen hoe een condensator in een circuit moet worden aangesloten, eens kijken naar de soorten verbindingen.

Parallelle aansluiting van condensatoren in een circuit

Parallelle aansluiting van condensatoren is wanneer alle platen zijn verbonden met de schakelpunten van het circuit en een reeks condensatoren vormen.

Het potentiaalverschil op de platen van de capaciteitsopslagapparaten zal hetzelfde zijn, omdat ze allemaal worden opgeladen vanuit dezelfde stroombron. In dit geval heeft elke laadcondensator zijn eigen lading met dezelfde hoeveelheid energie die eraan wordt geleverd.

Parallelle condensatoren, een algemene parameter voor de hoeveelheid lading van de resulterende accu, worden berekend als de som van alle ladingen die op elke condensator zijn geplaatst, omdat elke condensatorlading niet afhankelijk is van de lading van een andere condensator die in de groep condensatoren is opgenomen. parallel aangesloten op het circuit.

Wanneer condensatoren parallel zijn aangesloten, is de capaciteit gelijk aan:

Uit de gepresenteerde formule kunnen we concluderen dat de hele groep aandrijvingen kan worden beschouwd als één condensator die daaraan gelijkwaardig is.

Parallel geschakelde condensatoren hebben een spanning:

Serieschakeling van condensatoren in een circuit

Wanneer een serieschakeling van condensatoren in een circuit wordt gemaakt, ziet het eruit als een keten van capacitieve opslagapparaten, waarbij de plaat van het eerste en laatste capacitieve opslagapparaat (condensator) is verbonden met een stroombron.

Serieschakeling van een condensator:

Wanneer condensatoren in serie zijn geschakeld, verbruiken alle apparaten in deze sectie dezelfde hoeveelheid elektriciteit, omdat de eerste en laatste platen van de opslagapparaten bij het proces betrokken zijn, en platen 2, 3 en andere tot N door invloed worden opgeladen. Om deze reden is de lading van plaat 2 van de capaciteitsopslaginrichting in waarde gelijk aan de lading van plaat 1, maar heeft het tegengestelde teken. De lading van aandrijfplaat 3 is gelijk aan de ladingswaarde van plaat 2, maar ook met het tegengestelde teken hebben alle volgende aandrijvingen een soortgelijk laadsysteem.

Formule voor het vinden van lading op een condensator, condensatoraansluitschema:

Wanneer condensatoren in serie zijn geschakeld, zal de spanning op elk capaciteitsopslagapparaat verschillend zijn, omdat bij het opladen met dezelfde hoeveelheid elektrische energie verschillende capaciteiten betrokken zijn. De afhankelijkheid van de capaciteit van de spanning is als volgt: hoe kleiner deze is, hoe groter de spanning moet worden aangelegd op de aandrijfplaten om deze op te laden. En de omgekeerde waarde: hoe hoger de opslagcapaciteit, hoe minder spanning nodig is om deze op te laden. We kunnen concluderen dat de capaciteit van in serie geschakelde schijven van belang is voor de spanning op de platen: hoe lager deze is, hoe meer spanning er nodig is, en ook schijven met een hoge capaciteit hebben minder spanning nodig.

Het belangrijkste verschil tussen de serieschakeling van capaciteitsopslagapparaten is dat elektriciteit slechts in één richting stroomt, wat betekent dat in elk capaciteitsopslagapparaat van de gestapelde batterij de stroom hetzelfde zal zijn. Dit type condensatoraansluitingen zorgt voor een uniforme energieopslag, ongeacht de opslagcapaciteit.

Een groep capaciteitsopslagapparaten kan in het diagram ook worden beschouwd als een gelijkwaardig opslagapparaat, waarvan de platen worden voorzien van een spanning die wordt bepaald door de formule:

De lading van het gemeenschappelijke (equivalente) opslagapparaat van een groep capacitieve opslagapparaten in een seriële verbinding is gelijk aan:

De algemene waarde van de capaciteit van in serie geschakelde condensatoren komt overeen met de uitdrukking:

Gemengde opname van capacitieve opslagapparaten in een circuit

De parallelle en serieschakeling van condensatoren in een van de secties van het circuitcircuit wordt door specialisten een gemengde verbinding genoemd.

Gedeelte van het circuit van opslagapparaten met gemengde capaciteit:

De gemengde aansluiting van condensatoren in het circuit wordt in een bepaalde volgorde berekend, die als volgt kan worden weergegeven:

• het circuit is verdeeld in secties die gemakkelijk te berekenen zijn; dit is een serie- en parallelle aansluiting van condensatoren;
• we berekenen de equivalente capaciteit voor een groep condensatoren die in serie zijn geschakeld in een parallelle verbindingssectie;
• we vinden de equivalente capaciteit in een parallelle sectie;
• wanneer de equivalente opslagcapaciteiten zijn bepaald, wordt aanbevolen het diagram opnieuw te tekenen;
• De capaciteit van de resulterende opslagapparaten voor elektrische energie na sequentieel inschakelen wordt berekend.

Capaciteitsopslagapparaten (netwerken met dubbele aansluitingen) zijn op verschillende manieren op het circuit aangesloten; dit biedt verschillende voordelen bij het oplossen van elektrische problemen in vergelijking met traditionele methoden voor het aansluiten van condensatoren:

1. Gebruik voor het aansluiten van elektromotoren en andere apparatuur in werkplaatsen, in radiotechnische apparaten.
2. Vereenvoudiging van de berekening van elektrische circuitwaarden. De installatie wordt in afzonderlijke secties uitgevoerd.
3. De technische eigenschappen van alle elementen veranderen niet wanneer de stroomsterkte en het magnetische veld veranderen; dit wordt gebruikt om verschillende opslagapparaten in te schakelen. Het wordt gekenmerkt door een constante waarde van capaciteit en spanning, en de lading is evenredig met het potentieel.

Conclusie

Er worden verschillende soorten condensatoren in een circuit gebruikt om elektrische problemen op te lossen, in het bijzonder om polaire opslagapparaten te verkrijgen uit verschillende niet-polaire netwerken met twee aansluitingen. In dit geval zou de oplossing zijn om een ​​groep enkelpolige capaciteitsopslagapparaten aan te sluiten met behulp van een anti-parallelle methode (driehoek). In dit circuit is min verbonden met min en plus verbonden met plus. De opslagcapaciteit neemt toe en de werking van het tweeterminalnetwerk verandert.

De volgende gegevens worden niet weergegeven: seriële parallelle en gemengde aansluiting van condensatoren, serie- en parallelle aansluiting van condensatoren, en capaciteit bij parallelschakeling van condensatoren.

Elektrische circuits en circuits gebruiken verschillende methoden voor het aansluiten van condensatoren. De aansluiting van condensatoren op condensatorbanken kan serieel, parallel en serie-parallel (gemengd) zijn.

Als de verbinding van condensatoren met de batterij wordt uitgevoerd in de vorm van een ketting en alleen de platen van de eerste en laatste condensatoren zijn verbonden met de verbindingspunten in het circuit, dan wordt een dergelijke verbinding genoemd consistent.

Wanneer condensatoren in serie zijn geschakeld, worden ze geladen met dezelfde hoeveelheid elektriciteit, hoewel alleen de twee buitenste platen worden opgeladen vanuit de stroombron en de overige platen worden opgeladen onder invloed van het elektrische veld. In dit geval zal de lading van plaat 2 dezelfde waarde hebben, maar tegengesteld van teken aan de lading van plaat 1, de lading van plaat 3 zal gelijk zijn aan de lading van plaat 2, maar zal ook de tegenovergestelde polariteit hebben. enz.

Maar preciezer gezegd zullen de spanningen op verschillende capacitieve elementen verschillen, omdat opladen met dezelfde hoeveelheid elektriciteit bij verschillende nominale capaciteiten altijd verschillende spanningen vereist. Hoe lager de capaciteit van de condensator, hoe hoger het spanningsniveau dat nodig is om de radiocomponent met de benodigde hoeveelheid elektriciteit op te laden, en omgekeerd.

Bij het opladen van een groep in serie geschakelde condensatoren zullen de spanningen op condensatoren met een kleine capaciteit dus hoger zijn, en op elementen met een hoge capaciteit lager.

Laten we de hele groep condensatoren in serie beschouwen als één equivalente capaciteit, tussen de platen waarvan er een spanningsniveau is dat gelijk is aan de som van de spanningen op alle elementen van de groep, en waarvan de lading gelijk is aan de lading van welk onderdeel dan ook uit deze groep.

Als we de kleinste capaciteit in de groep nader bekijken, zou deze het hoogste spanningsniveau moeten hebben. Maar in feite is het spanningsniveau daarop slechts een deel van de totale spanningswaarde van de totale groep. De spanning over de gehele groep is altijd hoger dan de spanning over de condensator met de kleinste capaciteitswaarde. En daarom kunnen wij dat zeggen de totale capaciteit van een groep in serie geschakelde condensatoren is kleiner dan de capaciteit van de kleinste condensator in de groep.

Om de totale capaciteit van de groep te berekenen, gebruiken we in dit voorbeeld de volgende formule:

1 / C totaal = 1/C 1 + 1/C 2 + 1/C 3

Voor het speciale geval van twee in serie verbonden elementen zal de formule de vorm aannemen:

C totaal = C 1 × C 2 / C 1 + C 2

Laten we voor een praktisch voorbeeld drie radiocomponenten met een nominale waarde van 100 microfarad per 100 volt in serie schakelen. Volgens de bovenstaande formule delen we de eenheid door de capaciteit. Dan vatten we samen. Vervolgens delen we één door het resulterende resultaat.

Dus - (1:100)+(1:100)+(1:100) = 0,01 + 0,01 + 0,01 = 0,03 en uiteindelijk 1: 0,03 = 33 uF bij 300 volt (alle spanningen tellen we bij elkaar op 100+100+100 = 300v). Als resultaat verkrijgen we een condensatorbank met een totale capaciteit van 33 microfarad bij 300 volt.

Als het bij een serieschakeling nodig is om een ​​niet-polaire condensator met een grote capaciteit te verkrijgen, kunt u twee elektrolytische condensatoren aansluiten. In dit geval is het raadzaam om condensatoren met dezelfde classificatie te kiezen.

We verbinden beide condensatoren in serie en verbinden hun negatieve elektroden met elkaar. Het resultaat is dat we een capaciteit krijgen die gelijk is aan de helft van elke coupure

Als een groep capacitieve elementen zodanig in een circuit is opgenomen dat de platen van alle componenten van het circuit met de directe verbindingspunten zijn verbonden, wordt een dergelijke verbinding een parallelle verbinding van condensatoren genoemd.

Bij het opladen van een groep parallel geschakelde condensatoren zal er dezelfde spanning zijn tussen de platen van alle elementen, omdat ze allemaal worden opgeladen vanuit dezelfde stroombron. De totale hoeveelheid elektriciteit op alle elementen zal gelijk zijn aan de som van de hoeveelheden elektriciteit die afzonderlijk op elke container worden geplaatst, aangezien de lading van elk van hen onafhankelijk wordt uitgevoerd van de lading van andere componenten van dit circuit. Op basis hiervan kan het hele systeem worden beschouwd als één gemeenschappelijke equivalente condensator. Dan de totale capaciteit bij parallelschakeling van condensatoren is gelijk aan de som van de capaciteiten alle verbonden elementen.

Laten we de totale capaciteit van de elementen die op de batterij zijn aangesloten, aangeven met het symbool Met gemeenschappelijk, dan kun je de formule schrijven:

Ctot = C 1 + C 2 + C 3

Laten we deze formule bekijken aan de hand van een live voorbeeld. Stel dat we dringend een condensator van 100 microfarad 50V nodig hebben om huishoudelijke apparaten te repareren, maar we hebben alleen een condensator van 47 microfarad 50V. Als je ze parallel aansluit (min naar min en plus naar plus), dan zal de totale capaciteit van de resulterende condensatorbank ongeveer 94 microfarad zijn bij 50 volt. Dit is een volledig acceptabele afwijking, dus u kunt dit geheel veilig in elektronische apparatuur installeren.

Laten we de kennis die is opgedaan over de parallelle aansluiting van condensatoren consolideren met de amateurradiopraktijk: laten we zeggen dat om een ​​gezwollen condensator op het moederbord van een personal computer te vervangen, we een capaciteit nodig hebben met een nominale waarde van 2000 microfarad, maar het toeval wil dat we hadden het niet, en we willen ook niet naar de radiomarkt rennen. Dit is waar kennis van de wet van parallelle aansluiting van containers ons te hulp zal komen.

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

Zoals u kunt zien, is er niets ingewikkelds: bij een parallelle verbinding wordt elke individuele capacitieve radiocomponent blootgesteld aan dezelfde spanning en wordt de samengestelde condensator geladen met twee keer zoveel elektriciteit.

Een serie-parallelle aansluiting van condensatoren is een circuit of circuit dat secties omvat met zowel parallelle als serieschakelingen van radiocomponenten.

Bij het berekenen van de totale capaciteit van een dergelijk circuit met serieel-parallel verbindingstype deze sectie (zoals in het geval) is verdeeld in elementaire secties, bestaande uit eenvoudige groepen met serie- of parallelle aansluiting van containers. Vervolgens heeft het berekeningsalgoritme de vorm:

1. Bereken de equivalente capaciteit van secties met serieschakeling van capaciteiten.
2. Als deze secties bestaan ​​uit condensatoren die in serie zijn geschakeld, wordt eerst hun capaciteit berekend.
3. Nadat u de equivalente capaciteiten hebt berekend, tekent u het diagram opnieuw. Typisch wordt een circuit verkregen van equivalente condensatoren die in serie zijn geschakeld.
4. Bereken de totale capaciteit van het resulterende circuit.

Een voorbeeld van het berekenen van de capaciteit voor een gemengde aansluiting van condensatoren