โดยทั่วไปแล้วการเชื่อมต่อแบบอนุกรมของตัวเก็บประจุจะใช้ในสองกรณี: เพื่อให้ได้ตัวเก็บประจุที่มีแรงดันไฟฟ้าที่อนุญาตสูงหรือเพื่อให้ได้ตัวเก็บประจุที่มีความจุที่ต้องการ

การเลือกความต้านทานของตัวเก็บประจุ

เมื่อเลือกความจุของตัวเก็บประจุ แน่นอนว่าจะใช้การเชื่อมต่อแบบขนานได้ง่ายกว่า เนื่องจากความจุของตัวเก็บประจุทั้งหมดจะถูกรวมเข้าด้วยกัน แต่ถ้าเราจำเป็นต้องได้รับค่าความจุต่ำกว่าค่าความจุของตัวเก็บประจุที่มีอยู่ การเชื่อมต่อแบบอนุกรมจะช่วยเราในเรื่องนี้ น่าแปลกที่สูตรคำนวณความจุของตัวเก็บประจุเมื่อเชื่อมต่อแบบอนุกรมนั้นคล้ายกับสูตรคำนวณความต้านทานแบบขนานของตัวต้านทานมาก
Cs=C1*C2/(C1+C2) ใช่ สูตรนี้ไม่สะดวก ใช้เครื่องคิดเลขง่ายกว่า

ตัวเก็บประจุไฟฟ้าแรงสูง

หากจำเป็นต้องใช้ตัวเก็บประจุไฟฟ้าแรงสูง สามารถใช้ตัวเก็บประจุแรงดันไฟฟ้าต่ำสองตัวขึ้นไปได้ เป็นการดีที่สุดที่จะรวมตัวเก็บประจุที่มีลักษณะคล้ายกันมากที่สุด เนื่องจากเมื่อเชื่อมต่อแบบอนุกรม ตัวเก็บประจุจะถูกชาร์จและคายประจุด้วยกระแสเดียวกัน ดังนั้นเนื่องจากค่าความจุที่แตกต่างกัน ตัวเก็บประจุจึงสามารถชาร์จตามค่าแรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกันได้ และยิ่งความแตกต่างในความจุมากขึ้นเท่าใด แรงดันไฟฟ้าก็จะไม่สมดุลมากขึ้นเท่านั้น
ปัญหาอีกประการหนึ่งของการเชื่อมต่อดังกล่าวเกิดจากการแพร่กระจายของกระแสรั่วไหล ยิ่งกระแสรั่วไหลของตัวเก็บประจุมากเท่าใดก็จะคายประจุเร็วขึ้นเท่านั้น ในขณะที่ตัวเก็บประจุที่มีกระแสรั่วไหลต่ำกว่าจะเพิ่มแรงดันไฟฟ้าและเมื่อเวลาผ่านไปแรงดันไฟฟ้าบนตัวเก็บประจุตัวแรกจะกลายเป็นศูนย์และในวินาทีนั้นจะเป็นแรงดันเต็ม . ปรากฎว่ามีตัวเก็บประจุเพียงตัวเดียวที่ทำงานอยู่
เพื่อปรับสมดุลแรงดันไฟฟ้าข้ามตัวเก็บประจุ คุณต้องเชื่อมต่อตัวต้านทานแบบขนานกับตัวเก็บประจุแต่ละตัวในสายโซ่ ความต้านทานของตัวต้านทานถูกคำนวณเพื่อให้กระแสที่ไหลผ่านตัวต้านทานมีค่ามากกว่าความแตกต่างระหว่างกระแสรั่วไหลของตัวเก็บประจุที่ต่อแบบอนุกรมถึง 10 เท่า

ตัวเก็บประจุแบบมีขั้วสองตัว ตัวหนึ่งไม่มีขั้ว

มีบางสถานการณ์ที่จำเป็นต้องใช้ตัวเก็บประจุแบบไม่มีขั้ว แต่จะมีเฉพาะตัวเก็บประจุแบบมีขั้วเท่านั้น จากนั้นคุณสามารถใช้ตัวเก็บประจุโพลาร์สองตัวที่มีความจุสูงเป็นสองเท่าของตัวเก็บประจุที่ต้องการและรวมเข้ากับซีรีย์เคาน์เตอร์นั่นคือบวกกับบวกหรือลบกับลบ และประสานหมุดอีกสองตัวที่เหลือเข้ากับวงจร

รายละเอียด 03 กรกฎาคม 2560

ท่านสุภาพบุรุษ วันหนึ่งในฤดูร้อนที่ยอดเยี่ยม ฉันได้หยิบแล็ปท็อปและออกจากบ้านเพื่อไปที่กระท่อมฤดูร้อนของฉัน ฉันตัดสินใจเขียนบทความนี้โดยนั่งอยู่บนเก้าอี้โยกใต้ร่มเงาต้นแอปเปิ้ล สายลมที่พัดผ่านกิ่งก้านของต้นไม้ พัดไปมา และในอากาศก็มีบรรยากาศที่เอื้ออำนวยต่อการไหลเวียนของความคิด ซึ่งบางครั้งจำเป็น...

อย่างไรก็ตาม เนื้อเพลงก็เพียงพอแล้ว ถึงเวลาที่ต้องย้ายไปยังแก่นแท้ของประเด็นที่ระบุไว้ในชื่อบทความโดยตรง

ดังนั้น การเชื่อมต่อแบบขนานของตัวเก็บประจุ... การเชื่อมต่อแบบขนานคืออะไร? ใครที่ได้อ่านบทความที่ผ่านมาของผมจะจำความหมายของคำจำกัดความนี้ได้อย่างแน่นอน เราเจอมันเมื่อเราพูดถึง การต่อตัวต้านทานแบบขนาน- ในกรณีของตัวเก็บประจุ คำจำกัดความจะมีรูปแบบเหมือนกันทุกประการ ดังนั้น การเชื่อมต่อแบบขนานของตัวเก็บประจุคือการเชื่อมต่อเมื่อปลายบางส่วนของตัวเก็บประจุทั้งหมดเชื่อมต่อกับโหนดหนึ่ง และอีกด้านหนึ่งเชื่อมต่อกับอีกโหนดหนึ่ง

แน่นอนว่าเห็นครั้งเดียวดีกว่าได้ยินร้อยครั้ง ดังนั้นในรูปที่ 1 ฉันได้แสดงภาพของตัวเก็บประจุสามตัวที่เชื่อมต่อแบบขนาน ให้ความจุของอันแรกคือ C1, อันที่สอง - C2 และอันที่สาม - C3

รูปที่ 1 - การเชื่อมต่อแบบขนานของตัวเก็บประจุ

ในบทความนี้เราจะดูกฎเกี่ยวกับกระแส แรงดันไฟฟ้า และ ความต้านทานไฟฟ้ากระแสสลับเมื่อเชื่อมต่อตัวเก็บประจุแบบขนานและความจุรวมของการออกแบบจะเป็นเท่าใด แน่นอนว่า เรามาพูดถึงสาเหตุที่จำเป็นต้องมีการเชื่อมต่อดังกล่าวเลย

ฉันขอแนะนำให้เริ่มต้นด้วยความตึงเครียดเพราะทุกอย่างชัดเจนมาก ท่านสุภาพบุรุษ มันควรจะชัดเจนทีเดียว เมื่อเชื่อมต่อตัวเก็บประจุแบบขนาน แรงดันไฟฟ้าที่ตกคร่อมตัวตัวเก็บประจุจะเท่ากันนั่นคือแรงดันไฟฟ้าของตัวเก็บประจุตัวแรกจะเหมือนกับตัวที่สองและสามทุกประการ

เหตุใดจึงเป็นเช่นนั้น? ใช่ ง่ายมาก! แรงดันไฟฟ้าตกคร่อมตัวเก็บประจุคำนวณจากความต่างศักย์ระหว่างขาทั้งสองข้างของตัวเก็บประจุ และด้วยการเชื่อมต่อแบบขนานขา "ซ้าย" ของตัวเก็บประจุทั้งหมดมาบรรจบกันเป็นโหนดเดียวและขา "ขวา" เข้าสู่อีกโหนดหนึ่ง ดังนั้นขา “ซ้าย” ทุกคนตัวเก็บประจุมีศักยภาพอย่างหนึ่ง และตัวที่ "ถูกต้อง" ก็มีศักยภาพอีกอย่างหนึ่ง นั่นคือความต่างศักย์ระหว่างขา "ซ้าย" และ "ขวา" จะเท่ากันสำหรับตัวเก็บประจุใดๆ และนี่ก็หมายความว่าตัวเก็บประจุทั้งหมดมีแรงดันไฟฟ้าเท่ากัน คุณสามารถเห็นข้อสรุปที่เข้มงวดกว่านี้เล็กน้อยสำหรับข้อความนี้ในบทความนี้ ในนั้นเรานำเสนอสำหรับการเชื่อมต่อตัวต้านทานแบบขนาน แต่ที่นี่มันจะฟังดูเหมือนกันทุกประการ

ดังนั้นเราจึงพบว่าแรงดันไฟฟ้าของตัวเก็บประจุที่ต่อแบบขนานทั้งหมดเท่ากัน นี่เป็นเรื่องจริงสำหรับ แรงดันไฟฟ้าชนิดใดก็ได้- ทั้งค่าคงที่และตัวแปร คุณสามารถเชื่อมต่อแบตเตอรี่เข้ากับตัวเก็บประจุสามตัวที่เชื่อมต่อแบบขนานได้ 1.5 โวลต์- และทั้งหมดนั้นก็จะมีถาวร 1.5 โวลต์- หรือคุณสามารถเชื่อมต่อกับเครื่องกำเนิดแรงดันไฟฟ้าไซน์ซอยด์ที่มีความถี่ได้ 50 เฮิรตซ์และแอมพลิจูด 310 โวลต์- และตัวเก็บประจุแต่ละตัวจะมีแรงดันไซน์ซอยด์พร้อมความถี่ 50 เฮิรตซ์และแอมพลิจูด 310 โวลต์- สิ่งสำคัญคือต้องจำไว้ว่า ตัวเก็บประจุที่เชื่อมต่อแบบขนานไม่เพียง แต่แอมพลิจูดเท่านั้น แต่ยังรวมถึงความถี่และเฟสของแรงดันไฟฟ้าด้วย.

และถ้าทุกอย่างเรียบง่ายด้วยแรงดันไฟฟ้าสถานการณ์ก็ซับซ้อนมากขึ้นในปัจจุบัน เมื่อเราพูดถึงกระแสผ่านตัวเก็บประจุ เรามักจะหมายถึงกระแสสลับ คุณจำได้ไหมว่ากระแสตรงไม่ไหลผ่านตัวเก็บประจุ? ตัวเก็บประจุสำหรับ DC เปรียบเสมือนวงจรเปิด (จริงๆ แล้วมีความต้านทานการรั่วไหลของตัวเก็บประจุอยู่บ้าง แต่มักจะถูกละเลยเนื่องจากมีขนาดใหญ่มาก) กระแสสลับไหลผ่านตัวเก็บประจุได้ค่อนข้างดี และสามารถมีแอมพลิจูดที่ใหญ่มากได้ เห็นได้ชัดว่ากระแสสลับเหล่านี้เกิดจากแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับบางตัวที่ใช้กับตัวเก็บประจุ ขอให้เรายังมีตัวเก็บประจุที่เชื่อมต่อแบบขนานสามตัวที่มีความจุ C1, C2 และ C3 มีการใช้แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับบางส่วน แอมพลิจูดที่ซับซ้อน- เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าที่ใช้นี้ กระแสสลับบางส่วนที่มีแอมพลิจูดเชิงซ้อนจะไหลผ่านตัวเก็บประจุ เพื่อความชัดเจนลองวาดภาพซึ่งปริมาณเหล่านี้ทั้งหมดจะปรากฏขึ้น มันถูกนำเสนอในรูปที่ 2

รูปที่ 2 - ค้นหากระแสผ่านตัวเก็บประจุ

ก่อนอื่น คุณต้องเข้าใจว่ากระแสสัมพันธ์กับแหล่งกระแสรวมอย่างไร และพวกเขาเชื่อมโยงกัน สุภาพบุรุษ ทั้งหมดในลักษณะเดียวกัน กฎข้อแรกของเคอร์ชอฟฟ์ซึ่งเราได้พบกันแล้วในบทความแยกต่างหาก ใช่แล้ว เราพิจารณามันในบริบทของกระแสตรง แต่ปรากฎว่ากฎข้อแรกของ Kirchhoff ยังคงเป็นจริงในกรณีของไฟฟ้ากระแสสลับ! ในกรณีนี้จำเป็นต้องใช้แอมพลิจูดกระแสที่ซับซ้อน ดังนั้นกระแสรวมของตัวเก็บประจุสามตัวที่เชื่อมต่อแบบขนานจึงสัมพันธ์กับกระแสรวมเช่นนี้

นั่นก็คือ จริงๆ แล้วกระแสรวมจะถูกแบ่งง่ายๆ ระหว่างตัวเก็บประจุทั้งสามตัว ในขณะที่มูลค่ารวมยังคงเท่าเดิม- สิ่งสำคัญคือต้องจำสิ่งสำคัญอีกประการหนึ่ง - ความถี่ของกระแสและเฟสของตัวเก็บประจุทั้งสามตัวจะเท่ากัน กระแสรวมจะมีความถี่และเฟสเท่ากันทุกประการ ฉัน- ดังนั้นจะต่างกันเพียงแอมพลิจูดซึ่งจะแตกต่างกันสำหรับตัวเก็บประจุแต่ละตัว จะหาแอมพลิจูดกระแสเดียวกันเหล่านี้ได้อย่างไร? ง่ายมาก! ในบทความเกี่ยวกับ ความต้านทานของตัวเก็บประจุเราเชื่อมต่อกระแสผ่านตัวเก็บประจุและแรงดันไฟฟ้าข้ามตัวเก็บประจุผ่านความต้านทานของตัวเก็บประจุ เราสามารถคำนวณความต้านทานของตัวเก็บประจุได้อย่างง่ายดายโดยทราบความจุและความถี่ของกระแสที่ไหลผ่าน (โปรดจำไว้ว่าสำหรับความถี่ที่ต่างกันตัวเก็บประจุมีความต้านทานต่างกัน) โดยใช้สูตรทั่วไป:

เมื่อใช้สูตรที่ยอดเยี่ยมนี้ เราจะสามารถหาความต้านทานของตัวเก็บประจุแต่ละตัวได้:

เมื่อใช้สูตรนี้ เราสามารถหากระแสได้อย่างง่ายดายผ่านตัวเก็บประจุที่เชื่อมต่อแบบขนานแต่ละตัวจากสามตัว:

กระแสรวมในวงจรซึ่งไหลเข้าโหนด A แล้วไหลออกจากโหนด B มีค่าเท่ากับอย่างเห็นได้ชัด

ในกรณีนี้ฉันขอเตือนคุณอีกครั้งว่าสิ่งนี้เกิดขึ้นบนพื้นฐาน กฎข้อแรกของเคอร์ชอฟฟ์- โปรดทราบว่าสุภาพบุรุษ ข้อเท็จจริงสำคัญประการหนึ่ง - ยิ่งความจุของตัวเก็บประจุมีขนาดใหญ่ ความต้านทานก็จะยิ่งต่ำลงและมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านมากขึ้นเท่านั้น

ลองจินตนาการถึงกระแสรวมผ่านตัวเก็บประจุที่เชื่อมต่อแบบขนานสามตัวเป็นอัตราส่วนของแรงดันไฟฟ้าที่ใช้กับตัวเก็บประจุเหล่านี้และความต้านทานรวมบางส่วนที่เท่ากัน Z c∑ (ซึ่งเรายังไม่ทราบ แต่เราจะพบในภายหลัง) ของตัวเก็บประจุที่เชื่อมต่อแบบขนานสามตัว : :

เราได้ลดด้านซ้ายและขวาลงด้วย U

ดังนั้นเราจึงได้ข้อสรุปที่สำคัญ: เมื่อเชื่อมต่อตัวเก็บประจุแบบขนาน ความต้านทานเทียบเท่าย้อนกลับจะเท่ากับผลรวมของความต้านทานย้อนกลับของตัวเก็บประจุแต่ละตัว หากคุณจำได้ว่าเราได้รับข้อสรุปเดียวกันเป๊ะเมื่อใด การต่อตัวต้านทานแบบขนาน .

เกิดอะไรขึ้นกับความจุ? ความจุรวมของระบบของตัวเก็บประจุ 3 ตัวที่ต่อขนานกันเป็นเท่าใด เป็นไปได้ไหมที่จะพบสิ่งนี้? แน่นอนคุณทำได้! และที่สำคัญกว่านั้น เราเกือบจะทำได้แล้ว เรามาแทนที่การถอดรหัสความต้านทานของตัวเก็บประจุเป็นสูตรสุดท้ายของเรา จากนั้นเราจะได้รับสิ่งนี้:

หลังจากการแปลงทางคณิตศาสตร์ระดับประถมศึกษา ซึ่งเข้าถึงได้แม้กระทั่งนักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 5 เราก็เข้าใจสิ่งนั้น

นี่คือข้อสรุปที่สำคัญอย่างยิ่งถัดไปของเรา: ความจุรวมของระบบของตัวเก็บประจุที่เชื่อมต่อแบบขนานหลายตัวเท่ากับผลรวมของความจุของตัวเก็บประจุแต่ละตัว

ดังนั้นเราจึงได้ดูประเด็นหลักเกี่ยวกับการเชื่อมต่อตัวเก็บประจุแบบขนาน มาสรุปทั้งหมดให้สั้นกระชับ:

• แรงดันไฟฟ้าของตัวเก็บประจุที่เชื่อมต่อแบบขนานทั้งสามตัวจะเท่ากัน (ในขนาดแอมพลิจูด เฟส และความถี่)
• แอมพลิจูดของกระแสในวงจรที่มีตัวเก็บประจุต่อแบบขนานจะเท่ากับผลรวมของแอมพลิจูดของกระแสที่ผ่านตัวเก็บประจุแต่ละตัว ยิ่งความจุของตัวเก็บประจุมากเท่าใด แอมพลิจูดของกระแสที่ไหลผ่านก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น เฟสและความถี่ของกระแสบนตัวเก็บประจุทั้งหมดจะเท่ากัน
• เมื่อเชื่อมต่อตัวเก็บประจุแบบขนาน ความต้านทานย้อนกลับจะเท่ากับผลรวมของความต้านทานย้อนกลับของตัวเก็บประจุแต่ละตัว
• ความจุรวมของตัวเก็บประจุที่เชื่อมต่อแบบขนานเท่ากับผลรวมของความจุของตัวเก็บประจุทั้งหมด

ท่านสุภาพบุรุษทั้งหลาย ถ้าท่านจำและเข้าใจประเด็นทั้งสี่นี้แล้ว ก็อาจกล่าวได้ว่าข้าพเจ้าเขียนบทความนี้ไว้ไม่ไร้ประโยชน์

ตอนนี้เรามาลองรวมวัสดุเข้าด้วยกัน แก้ปัญหาบางอย่างสำหรับการเชื่อมต่อตัวเก็บประจุแบบขนาน เพราะเป็นไปได้มากที่ถ้าคุณไม่เคยได้ยินอะไรมาก่อนเกี่ยวกับการเชื่อมต่อตัวเก็บประจุแบบขนานทุกสิ่งที่เขียนข้างต้นสามารถรับรู้ได้ง่าย ๆ ว่าเป็นชุดตัวอักษรนามธรรมที่ไม่ชัดเจนว่าจะนำไปใช้ในทางปฏิบัติอย่างไร ดังนั้นในความคิดของฉัน การมีงานที่ใกล้เคียงกับการปฏิบัติเป็นส่วนสำคัญของกระบวนการศึกษา ดังนั้นภารกิจ

สมมติว่าเรามีตัวเก็บประจุที่เชื่อมต่อแบบขนานสามตัวพร้อมความจุ C1=1 µF, C2=4.7 µFและ C3=22 ไมโคร F. ใช้แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับไซน์ซอยด์ที่มีแอมพลิจูด U สูงสุด = 50 Vและความถี่ ฉ=1 กิโลเฮิรตซ์- จำเป็นต้องกำหนด

ก) แรงดันไฟฟ้าของตัวเก็บประจุแต่ละตัว

ข) กระแสที่ไหลผ่านตัวเก็บประจุแต่ละตัวและกระแสรวมในวงจร

c) ความต้านทานของตัวเก็บประจุแต่ละตัวต่อกระแสสลับและความต้านทานรวม

d) ความจุรวมของระบบดังกล่าว

เริ่มจากความตึงเครียดกันก่อน เราจำสิ่งนั้นได้ เรามีแรงดันไฟฟ้าเท่ากันบนตัวเก็บประจุทุกตัว- นั่นคือไซน์ซอยด์ที่มีความถี่ f = 1 kHz และแอมพลิจูด U สูงสุด = 50 V สมมติว่ามันเปลี่ยนแปลงไปตามกฎไซน์ซอยด์ จากนั้นเราสามารถเขียนได้ดังต่อไปนี้

ดังนั้นเราจึงได้ตอบคำถามแรกของปัญหาแล้ว ออสซิลโลแกรมแรงดันไฟฟ้าบนตัวเก็บประจุของเราแสดงในรูปที่ 3

รูปที่ 3 - ออสซิลโลแกรมแรงดันไฟฟ้าบนตัวเก็บประจุ

ใช่ เราเห็นว่าแนวต้านของเราไม่เพียงแต่ซับซ้อนเท่านั้น แต่ยังมีเครื่องหมายลบอีกด้วย อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้ไม่ควรรบกวนคุณสุภาพบุรุษ หมายความถึงเพียงนี้ กระแสที่ไหลผ่านตัวเก็บประจุและแรงดันไฟฟ้าคร่อมตัวเก็บประจุอยู่นอกเฟสสัมพันธ์กัน โดยกระแสนำแรงดัน- ใช่ หน่วยจินตภาพที่นี่แสดงเฉพาะการเปลี่ยนเฟสเท่านั้นและไม่มีอะไรเพิ่มเติม ในการคำนวณแอมพลิจูดปัจจุบัน เราต้องการเพียงโมดูลัสของจำนวนเชิงซ้อนนี้เท่านั้น ทั้งหมดนี้ได้มีการพูดคุยกันไปแล้วในสองบทความที่ผ่านมา (หนึ่งและสอง) บางทีนี่อาจไม่ชัดเจนนักและจำเป็นต้องมีภาพประกอบบางอย่างเกี่ยวกับเรื่องนี้ สิ่งนี้สามารถทำได้บนวงกลมตรีโกณมิติและหวังว่าอีกไม่นานฉันจะเตรียมบทความแยกต่างหากสำหรับเรื่องนี้หรือคุณอาจหาวิธีแสดงมันด้วยสายตาด้วยตัวเองโดยใช้ข้อมูลจากบทความของฉันเกี่ยวกับจำนวนเชิงซ้อนในวิศวกรรมไฟฟ้า
ตอนนี้ไม่มีอะไรขัดขวางคุณจากการค้นหาความต้านทานรวมผกผัน:

ค้นหาความต้านทานรวมของตัวเก็บประจุที่ต่อแบบขนานสามตัวของเรา

ควรจำไว้ว่านี่คือการต่อต้าน จริงสำหรับความถี่ 1 kHz เท่านั้น- สำหรับความถี่อื่นๆ ค่าความต้านทานจะแตกต่างกันอย่างเห็นได้ชัด

ขั้นตอนต่อไปคือการคำนวณแอมพลิจูดของกระแสที่ไหลผ่านตัวเก็บประจุแต่ละตัว ในการคำนวณเราจะใช้โมดูลความต้านทาน (ทิ้งหน่วยจินตภาพ) โดยจำไว้ว่าการเปลี่ยนเฟสระหว่างกระแสและแรงดันจะเป็น 90 องศา (นั่นคือหากแรงดันไฟฟ้าของเราเปลี่ยนแปลงตามกฎไซน์แล้วกระแสก็จะเปลี่ยนตาม กฎโคไซน์) คุณยังสามารถคำนวณด้วยจำนวนเชิงซ้อนได้โดยใช้แอมพลิจูดที่ซับซ้อนของกระแสและแรงดัน แต่ในความคิดของฉันในปัญหานี้ มันจะง่ายกว่าที่จะคำนึงถึงความสัมพันธ์ของเฟส ดังนั้น แอมพลิจูดของกระแสจะเท่ากัน

แอมพลิจูดรวมของกระแสในวงจรมีค่าเท่ากับอย่างเห็นได้ชัด

เราสามารถเพิ่มแอมพลิจูดของสัญญาณได้เช่นนี้ เนื่องจากกระแสทั้งหมดที่ผ่านตัวเก็บประจุที่เชื่อมต่อแบบขนานมีความถี่และเฟสเท่ากัน หากไม่เป็นไปตามข้อกำหนดนี้ คุณไม่สามารถหยิบมันขึ้นมาและพับมันได้

ตอนนี้ เมื่อนึกถึงความสัมพันธ์ของเฟส ไม่มีใครหยุดเราไม่ให้เขียนกฎของการเปลี่ยนแปลงปัจจุบันผ่านตัวเก็บประจุแต่ละตัว

และกระแสรวมในวงจร

ออสซิลโลแกรมของกระแสผ่านตัวเก็บประจุแสดงในรูปที่ 4

รูปที่ 4 - ออสซิลโลแกรมของกระแสผ่านตัวเก็บประจุ

เพื่อให้งานเสร็จสมบูรณ์ สิ่งที่ง่ายที่สุดคือการค้นหาความจุรวมของระบบเป็นผลรวมของความจุ:

อย่างไรก็ตาม ความจุนี้สามารถใช้ในการคำนวณความต้านทานรวมของตัวเก็บประจุที่เชื่อมต่อแบบขนานสามตัว เพื่อเป็นแบบฝึกหัด ผู้อ่านจะได้รับเชิญให้ไปดูสิ่งนี้ด้วยตนเอง

โดยสรุป ฉันต้องการชี้แจงคำถามหนึ่งซึ่งอาจเป็นคำถามที่สำคัญที่สุด: เหตุใดจึงจำเป็นต้องเชื่อมต่อตัวเก็บประจุแบบขนานในทางปฏิบัติ?- สิ่งนี้ให้อะไร? มันเปิดโอกาสอะไรให้เราบ้าง? ด้านล่างนี้ฉันสรุปประเด็นหลักทีละประเด็น:

เราจบที่นี่สุภาพบุรุษ ขอบคุณสำหรับความสนใจของคุณ แล้วพบกันใหม่!

เข้าร่วมกับเรา

คำถามเกี่ยวกับวิธีเชื่อมต่อตัวเก็บประจุอาจเกิดขึ้นกับผู้ที่สนใจอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และการบัดกรี บ่อยครั้งที่ความจำเป็นนี้เกิดขึ้นในกรณีที่ไม่มีอุปกรณ์ที่มีระดับเหมาะสมเมื่อประกอบหรือซ่อมแซมอุปกรณ์ใด ๆ

ตัวอย่างเช่น บุคคลจำเป็นต้องซ่อมแซมอุปกรณ์โดยการเปลี่ยนตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าที่มีความจุ 1,000 ไมโครฟารัดขึ้นไป ไม่มีชิ้นส่วนใดที่เหมาะกับค่าที่ระบุ แต่มีผลิตภัณฑ์หลายอย่างที่มีพารามิเตอร์ต่ำกว่า ในกรณีนี้ มีสามทางเลือกในการออกจากสถานการณ์นี้:

1. แทนที่จะใช้ตัวเก็บประจุขนาด 1,000 ไมโครฟารัด ให้แทนที่ด้วยอุปกรณ์ที่มีพิกัดต่ำกว่า
2. ไปที่ร้านค้าหรือตลาดวิทยุที่ใกล้ที่สุดเพื่อซื้ออุปกรณ์เสริมที่เหมาะสม
3. เชื่อมต่อองค์ประกอบต่างๆ เข้าด้วยกันเพื่อให้ได้ความจุที่ต้องการ

เป็นการดีกว่าที่จะปฏิเสธที่จะติดตั้งองค์ประกอบวิทยุที่มีค่าต่ำกว่าเนื่องจากการทดลองดังกล่าวไม่ได้จบลงอย่างประสบความสำเร็จเสมอไป คุณสามารถไปตลาดหรือไปร้านค้าได้ แต่ต้องใช้เวลามาก ดังนั้นในสถานการณ์เช่นนี้จึงมักเชื่อมต่อตัวเก็บประจุหลายตัวและได้รับความจุที่ต้องการ

การต่อตัวเก็บประจุแบบขนาน

วงจรขนานสำหรับเชื่อมต่อตัวเก็บประจุเกี่ยวข้องกับการเชื่อมต่อแผ่นทั้งหมดของอุปกรณ์ออกเป็นสองกลุ่ม ข้อสรุปแรกเชื่อมโยงกันเป็นกลุ่มหนึ่ง และข้อสรุปที่สองเชื่อมโยงกับอีกกลุ่มหนึ่ง รูปด้านล่างแสดงตัวอย่าง

ตัวเก็บประจุที่ต่อแบบขนานจะเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าเดียวกัน ดังนั้นจึงมีจุดแรงดันไฟฟ้าสองจุดหรือความต่างศักย์ไฟฟ้าที่พาดผ่านกัน ควรคำนึงว่าแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วทั้งหมดของตัวเก็บประจุที่เชื่อมต่อแบบขนานจะเท่ากัน

วงจรขนานจะสร้างความจุเดี่ยวจากองค์ประกอบต่างๆ ซึ่งค่าจะเท่ากับผลรวมของความจุของตัวเก็บประจุทั้งหมดที่เชื่อมต่อกับกลุ่ม ในกรณีนี้กระแสไฟฟ้าที่มีขนาดต่างกันจะไหลผ่านตัวเก็บประจุระหว่างการทำงานของอุปกรณ์ พารามิเตอร์ของกระแสที่ไหลผ่านผลิตภัณฑ์ขึ้นอยู่กับความจุส่วนบุคคลของอุปกรณ์ ยิ่งความจุสูง กระแสก็จะไหลผ่านได้มากขึ้นเท่านั้น สูตรที่แสดงลักษณะการเชื่อมต่อแบบขนานมีดังนี้:

วงจรขนานมักใช้ในชีวิตประจำวันโดยช่วยให้คุณสามารถรวบรวมความจุที่ต้องการจากองค์ประกอบแต่ละส่วนที่มีค่าต่างกันได้

การเชื่อมต่อแบบอนุกรมของตัวเก็บประจุ

วงจรเชื่อมต่อแบบอนุกรมคือโซ่ที่แผ่นแรกของตัวเก็บประจุเชื่อมต่อกับแผ่นที่สองของอุปกรณ์ก่อนหน้า และแผ่นที่สองเชื่อมต่อกับแผ่นแรกของอุปกรณ์ถัดไป เทอร์มินัลแรกของตัวเก็บประจุตัวแรกและเทอร์มินัลที่สองของส่วนสุดท้ายในวงจรเชื่อมต่อกับแหล่งกำเนิดกระแสไฟฟ้าเนื่องจากมีการกระจายประจุไฟฟ้าระหว่างกัน แผ่นที่อยู่ตรงกลางทุกแผ่นจะมีประจุที่มีขนาดเท่ากัน สลับกันเป็นเครื่องหมาย

รูปด้านล่างแสดงตัวอย่างการเชื่อมต่อแบบอนุกรม

กระแสไฟฟ้าที่มีขนาดเท่ากันจะไหลผ่านตัวเก็บประจุที่เชื่อมต่อกันเป็นกลุ่ม กำลังไฟทั้งหมดถูกจำกัดโดยพื้นที่แผ่นของอุปกรณ์ที่มีพิกัดน้อยที่สุด เนื่องจากหลังจากชาร์จอุปกรณ์ที่มีความจุน้อยที่สุดแล้ว วงจรทั้งหมดจะหยุดส่งกระแส

แม้จะมีข้อเสียอย่างเห็นได้ชัด แต่วิธีนี้ช่วยเพิ่มฉนวนระหว่างเพลตแต่ละแผ่นจนเป็นผลรวมของระยะห่างระหว่างขั้วต่อของตัวเก็บประจุที่ต่อแบบอนุกรมทั้งหมด นั่นคือเมื่อองค์ประกอบทั้งสองเชื่อมต่อกันเป็นอนุกรมโดยมีแรงดันไฟฟ้า 200 V ฉนวนระหว่างขั้วต่อสามารถทนแรงดันไฟฟ้าได้สูงถึง 1,000 V ความจุตามสูตร:

วิธีนี้ช่วยให้คุณได้ตัวเก็บประจุที่มีขนาดเล็กกว่าในกลุ่มที่สามารถทำงานที่แรงดันไฟฟ้าสูงได้ ทั้งหมดนี้สามารถทำได้โดยการซื้อองค์ประกอบเดียวที่มีค่าที่เหมาะสม เนื่องจากในทางปฏิบัติแล้วแทบไม่เคยพบการเชื่อมต่อแบบอนุกรมเลย

สูตรนี้เกี่ยวข้องกับการคำนวณความจุรวมของวงจรของตัวเก็บประจุสองตัวที่ต่ออนุกรมกัน ในการกำหนดความจุรวมของวงจรที่มีอุปกรณ์จำนวนมาก คุณต้องใช้สูตร:

โครงการผสม

ตัวอย่างของแผนภาพการเชื่อมต่อแบบผสมแสดงไว้ด้านล่าง

ในการกำหนดความจุรวมของอุปกรณ์หลายตัว วงจรทั้งหมดจะต้องแบ่งออกเป็นกลุ่มของการเชื่อมต่อแบบอนุกรมและแบบขนานที่มีอยู่ และต้องคำนวณพารามิเตอร์ความจุสำหรับแต่ละอุปกรณ์

ในทางปฏิบัติ วิธีการนี้มีอยู่ในกระดานต่างๆ ที่นักวิทยุสมัครเล่นต้องใช้

เนื้อหา:

วงจรในวิศวกรรมไฟฟ้าประกอบด้วยองค์ประกอบทางไฟฟ้าซึ่งวิธีการเชื่อมต่อตัวเก็บประจุอาจแตกต่างกัน คุณต้องเข้าใจวิธีเชื่อมต่อตัวเก็บประจุอย่างถูกต้อง แต่ละส่วนของวงจรที่มีตัวเก็บประจุเชื่อมต่ออยู่สามารถแทนที่ด้วยองค์ประกอบที่เทียบเท่ากันหนึ่งรายการ มันจะแทนที่ชุดของตัวเก็บประจุ แต่ต้องเป็นไปตามเงื่อนไขบังคับ: เมื่อแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายให้กับแผ่นของตัวเก็บประจุที่เทียบเท่ากันเท่ากับแรงดันไฟฟ้าที่อินพุตและเอาต์พุตของกลุ่มตัวเก็บประจุที่ถูกแทนที่ จากนั้นประจุบน ตัวเก็บประจุจะเหมือนกับในกลุ่มตัวเก็บประจุ เพื่อให้เข้าใจถึงคำถามว่าจะเชื่อมต่อตัวเก็บประจุในวงจรใด ๆ ให้เราพิจารณาประเภทของการเชื่อมต่อ

การต่อตัวเก็บประจุแบบขนานในวงจร

การเชื่อมต่อแบบขนานของตัวเก็บประจุคือเมื่อแผ่นทั้งหมดเชื่อมต่อกับจุดสวิตชิ่งของวงจร ก่อตัวเป็นธนาคารของตัวเก็บประจุ

ความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้นบนเพลตของอุปกรณ์จัดเก็บความจุจะเท่ากัน เนื่องจากอุปกรณ์เหล่านี้ทั้งหมดถูกชาร์จจากแหล่งกระแสเดียวกัน ในกรณีนี้ ตัวเก็บประจุชาร์จแต่ละตัวจะมีประจุของตัวเองโดยมีปริมาณพลังงานที่จ่ายเท่ากัน

ตัวเก็บประจุแบบขนานซึ่งเป็นพารามิเตอร์ทั่วไปสำหรับปริมาณประจุของแบตเตอรี่จัดเก็บผลลัพธ์ จะถูกคำนวณเป็นผลรวมของประจุทั้งหมดที่วางอยู่บนตัวเก็บประจุแต่ละตัว เนื่องจากประจุของตัวเก็บประจุแต่ละตัวไม่ได้ขึ้นอยู่กับประจุของตัวเก็บประจุตัวอื่นที่รวมอยู่ในกลุ่มของตัวเก็บประจุ ต่อขนานกับวงจร

เมื่อต่อตัวเก็บประจุแบบขนาน ความจุจะเท่ากับ:

จากสูตรที่นำเสนอเราสามารถสรุปได้ว่ากลุ่มไดรฟ์ทั้งหมดถือได้ว่าเป็นตัวเก็บประจุตัวเดียวที่เทียบเท่ากับพวกมัน

ตัวเก็บประจุที่ต่อแบบขนานมีแรงดันไฟฟ้า:

การเชื่อมต่อแบบอนุกรมของตัวเก็บประจุในวงจร

เมื่อมีการเชื่อมต่อตัวเก็บประจุแบบอนุกรมในวงจร จะดูเหมือนสายโซ่ของอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลแบบ capacitive โดยที่แผ่นของอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลแบบ capacitive (ตัวเก็บประจุ) ตัวแรกและตัวสุดท้ายเชื่อมต่อกับแหล่งกระแสไฟฟ้า

การเชื่อมต่อแบบอนุกรมของตัวเก็บประจุ:

เมื่อเชื่อมต่อตัวเก็บประจุแบบอนุกรม อุปกรณ์ทั้งหมดในส่วนนี้จะใช้ปริมาณไฟฟ้าเท่ากัน เนื่องจากเพลตแรกและสุดท้ายของอุปกรณ์จัดเก็บมีส่วนร่วมในกระบวนการ และเพลต 2, 3 และเพลตอื่นๆ ที่มีขนาดไม่เกิน N จะถูกชาร์จผ่านอิทธิพล ด้วยเหตุนี้ ประจุของเพลต 2 ของอุปกรณ์จัดเก็บความจุจึงมีค่าเท่ากับประจุของเพลต 1 แต่มีเครื่องหมายตรงกันข้าม ประจุของเพลต 3 เท่ากับค่าประจุของเพลต 2 แต่ก็มีเครื่องหมายตรงกันข้ามเช่นกัน ไดรฟ์ที่ตามมาทั้งหมดจะมีระบบการชาร์จที่คล้ายกัน

สูตรการหาประจุบนตัวเก็บประจุ แผนภาพการเชื่อมต่อตัวเก็บประจุ:

เมื่อเชื่อมต่อตัวเก็บประจุแบบอนุกรม แรงดันไฟฟ้าบนอุปกรณ์จัดเก็บความจุไฟฟ้าแต่ละตัวจะแตกต่างกัน เนื่องจากความจุไฟฟ้าที่แตกต่างกันเกี่ยวข้องกับการชาร์จด้วยพลังงานไฟฟ้าในปริมาณเท่ากัน การขึ้นอยู่กับความจุของแรงดันไฟฟ้ามีดังนี้: ยิ่งมีขนาดเล็กเท่าใดก็ยิ่งต้องใช้แรงดันไฟฟ้ากับเพลตไดรฟ์มากขึ้นเพื่อชาร์จ และค่าผกผัน: ยิ่งความจุสูง ต้องใช้แรงดันไฟฟ้าในการชาร์จน้อยลง เราสามารถสรุปได้ว่าความจุของไดรฟ์ที่เชื่อมต่อแบบอนุกรมมีความสำคัญต่อแรงดันไฟฟ้าบนเพลต - ยิ่งมีค่าต่ำเท่าใด ต้องใช้แรงดันไฟฟ้ามากขึ้น และไดรฟ์ความจุสูงก็ต้องการแรงดันไฟฟ้าน้อยลงด้วย

ข้อแตกต่างหลักระหว่างการเชื่อมต่อแบบอนุกรมของอุปกรณ์จัดเก็บความจุไฟฟ้าคือกระแสไฟฟ้าไหลไปในทิศทางเดียวเท่านั้น ซึ่งหมายความว่าในอุปกรณ์จัดเก็บความจุไฟฟ้าแต่ละเครื่องของแบตเตอรี่แบบเรียงซ้อน กระแสไฟฟ้าจะเท่ากัน การเชื่อมต่อตัวเก็บประจุประเภทนี้ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการจัดเก็บพลังงานที่สม่ำเสมอโดยไม่คำนึงถึงความจุในการจัดเก็บ

กลุ่มของอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลความจุสามารถพิจารณาได้ในแผนภาพว่าเป็นอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลที่เทียบเท่ากัน ซึ่งแผ่นดังกล่าวได้รับแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดโดยสูตร:

ค่าใช้จ่ายของอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลทั่วไป (เทียบเท่า) ของกลุ่มอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลแบบ capacitive ในการเชื่อมต่อแบบอนุกรมจะเท่ากับ:

ค่าความจุทั่วไปของตัวเก็บประจุที่ต่อแบบอนุกรมสอดคล้องกับนิพจน์:

การรวมอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลแบบ capacitive แบบผสมไว้ในวงจร

การเชื่อมต่อแบบขนานและแบบอนุกรมของตัวเก็บประจุในส่วนใดส่วนหนึ่งของวงจรเรียกว่าการเชื่อมต่อแบบผสมโดยผู้เชี่ยวชาญ

ส่วนของวงจรของอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลความจุที่เชื่อมต่อแบบผสม:

การเชื่อมต่อแบบผสมของตัวเก็บประจุในวงจรคำนวณตามลำดับที่แน่นอนซึ่งสามารถแสดงได้ดังนี้:

• วงจรแบ่งออกเป็นส่วนที่ง่ายต่อการคำนวณ นี่คือการเชื่อมต่อแบบอนุกรมและแบบขนานของตัวเก็บประจุ
• เราคำนวณความจุที่เท่ากันสำหรับกลุ่มตัวเก็บประจุที่เชื่อมต่อแบบอนุกรมในส่วนการเชื่อมต่อแบบขนาน
• เราพบความจุที่เท่ากันในส่วนขนาน
• เมื่อกำหนดความจุการจัดเก็บข้อมูลที่เท่ากันแนะนำให้วาดไดอะแกรมใหม่
• คำนวณความจุของอุปกรณ์เก็บพลังงานไฟฟ้าที่เกิดขึ้นหลังจากการเปิดเครื่องตามลำดับ

อุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลความจุ (เครือข่ายสองขั้ว) เชื่อมต่อในรูปแบบต่างๆ กับวงจร ซึ่งมีข้อดีหลายประการในการแก้ปัญหาทางไฟฟ้าเมื่อเปรียบเทียบกับวิธีการเชื่อมต่อตัวเก็บประจุแบบเดิม:

1. ใช้สำหรับเชื่อมต่อมอเตอร์ไฟฟ้าและอุปกรณ์อื่นๆ ในโรงงาน ในอุปกรณ์วิศวกรรมวิทยุ
2. ทำให้การคำนวณค่าวงจรไฟฟ้าง่ายขึ้น การติดตั้งดำเนินการในส่วนแยกกัน
3. คุณสมบัติทางเทคนิคขององค์ประกอบทั้งหมดจะไม่เปลี่ยนแปลงเมื่อความแรงของกระแสและสนามแม่เหล็กเปลี่ยนไป ใช้เพื่อเปิดอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลต่างๆ มีลักษณะเป็นค่าความจุและแรงดันไฟฟ้าคงที่ และประจุจะแปรผันตามศักยภาพ

บทสรุป

การรวมตัวเก็บประจุหลายประเภทในวงจรใช้เพื่อแก้ไขปัญหาทางไฟฟ้าโดยเฉพาะอย่างยิ่งเพื่อรับอุปกรณ์เก็บข้อมูลแบบมีขั้วจากเครือข่ายสองขั้วที่ไม่ใช่ขั้วหลายตัว ในกรณีนี้ วิธีแก้ไขคือการเชื่อมต่อกลุ่มอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลความจุขั้วเดียวโดยใช้วิธีต่อต้านขนาน (สามเหลี่ยม) ในวงจรนี้ ลบเชื่อมต่อกับลบ และบวกเชื่อมต่อกับบวก ความจุในการจัดเก็บข้อมูลเพิ่มขึ้น และการทำงานของเครือข่ายสองเทอร์มินัลเปลี่ยนไป

รายการต่อไปนี้จะไม่แสดง: การเชื่อมต่อแบบขนานและแบบผสมของตัวเก็บประจุ การเชื่อมต่อแบบอนุกรมและแบบขนานของตัวเก็บประจุ และความจุเมื่อเชื่อมต่อตัวเก็บประจุแบบขนาน

วงจรไฟฟ้าและวงจรใช้วิธีการต่างๆในการเชื่อมต่อตัวเก็บประจุ การเชื่อมต่อของตัวเก็บประจุเข้ากับตัวเก็บประจุสามารถเป็นแบบอนุกรม, ขนานและแบบขนาน (ผสม)

หากการเชื่อมต่อตัวเก็บประจุกับแบตเตอรี่ดำเนินการในรูปแบบของโซ่และเฉพาะแผ่นของตัวเก็บประจุตัวแรกและตัวสุดท้ายเท่านั้นที่เชื่อมต่อกับจุดเชื่อมต่อในวงจรดังนั้นการเชื่อมต่อดังกล่าวเรียกว่า สม่ำเสมอ.

เมื่อตัวเก็บประจุเชื่อมต่อแบบอนุกรม ตัวเก็บประจุจะถูกชาร์จด้วยปริมาณไฟฟ้าเท่ากัน แม้ว่าจะมีเพียงเพลตด้านนอกสองแผ่นเท่านั้นที่ถูกชาร์จจากแหล่งกำเนิดกระแสไฟฟ้า และเพลตที่เหลือจะถูกชาร์จผ่านอิทธิพลของสนามไฟฟ้า ในกรณีนี้ ประจุของแผ่นที่ 2 จะมีค่าเท่ากัน แต่ประจุของแผ่นที่ 1 จะอยู่ตรงข้ามกับประจุของแผ่นที่ 1 ประจุของแผ่นที่ 3 จะเท่ากับประจุของแผ่นที่ 2 แต่จะมีขั้วตรงข้ามด้วย ฯลฯ

แต่ที่แม่นยำกว่านั้นคือแรงดันไฟฟ้าขององค์ประกอบ capacitive ที่แตกต่างกันจะแตกต่างกันเนื่องจากการชาร์จด้วยปริมาณไฟฟ้าเท่ากันที่ความจุที่กำหนดที่แตกต่างกันนั้นต้องใช้แรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกันเสมอ ยิ่งความจุตัวเก็บประจุต่ำ ระดับแรงดันไฟฟ้าก็จะยิ่งสูงขึ้นเพื่อชาร์จส่วนประกอบวิทยุตามปริมาณไฟฟ้าที่ต้องการ และในทางกลับกัน

ดังนั้นเมื่อชาร์จกลุ่มตัวเก็บประจุที่เชื่อมต่อแบบอนุกรม แรงดันไฟฟ้าของตัวเก็บประจุขนาดเล็กจะสูงขึ้น และสำหรับองค์ประกอบความจุสูง - ต่ำกว่า

ให้เราพิจารณาตัวเก็บประจุทั้งกลุ่มที่เชื่อมต่อแบบอนุกรมเป็นความจุที่เท่ากันระหว่างแผ่นซึ่งมีระดับแรงดันไฟฟ้าเท่ากับผลรวมของแรงดันไฟฟ้าในทุกองค์ประกอบของกลุ่มและประจุซึ่งเท่ากับประจุ ส่วนประกอบใดๆ ในกลุ่มนี้

หากเราพิจารณาระดับความจุที่เล็กที่สุดในกลุ่มให้ละเอียดยิ่งขึ้น ก็ควรมีระดับแรงดันไฟฟ้าสูงสุด แต่ในความเป็นจริงระดับแรงดันไฟฟ้านั้นเป็นเพียงส่วนหนึ่งของค่าแรงดันไฟฟ้ารวมของกลุ่มทั้งหมดเท่านั้น แรงดันไฟฟ้าทั่วทั้งกลุ่มจะสูงกว่าแรงดันไฟฟ้าทั่วตัวเก็บประจุที่มีค่าความจุน้อยที่สุดเสมอดังนั้นเราจึงสามารถพูดอย่างนั้นได้ ความจุรวมของกลุ่มตัวเก็บประจุที่ต่ออนุกรมกันจะน้อยกว่าความจุของตัวเก็บประจุที่เล็กที่สุดในกลุ่ม.

ในการคำนวณกำลังการผลิตรวมของกลุ่ม ในตัวอย่างนี้ เราจะใช้สูตรต่อไปนี้:

1 / C รวม = 1/C 1 + 1/C 2 + 1/C 3

สำหรับกรณีพิเศษขององค์ประกอบสองตัวที่เชื่อมต่อกันเป็นอนุกรม สูตรจะอยู่ในรูปแบบ:

รวม C = C 1 × C 2 / C 1 + C 2

สำหรับตัวอย่างในทางปฏิบัติ เรามาเชื่อมต่อส่วนประกอบวิทยุสามชิ้นด้วยค่าที่กำหนด 100 ไมโครฟารัดต่อ 100 โวลต์ในอนุกรม ตามสูตรข้างต้น เราแบ่งหน่วยตามความจุ จากนั้นเราจะสรุป จากนั้นเราก็หารหนึ่งด้วยผลลัพธ์ที่ได้

ดังนั้น - (1:100)+(1:100)+(1:100) = 0.01 + 0.01 + 0.01 = 0.03 และสุดท้าย 1: 0.03 = 33 uF ที่ 300 โวลต์ (แรงดันไฟฟ้าทั้งหมดเรารวมเข้าด้วยกัน 100+100+100 = 300โวลต์) เป็นผลให้เราได้ธนาคารตัวเก็บประจุที่มีความจุรวม 33 ไมโครฟารัดที่ 300 โวลต์

หากจำเป็นต้องได้รับตัวเก็บประจุแบบไม่มีขั้วที่มีความจุขนาดใหญ่ด้วยการเชื่อมต่อแบบอนุกรมคุณสามารถเชื่อมต่ออิเล็กโทรไลต์สองตัวได้ ในกรณีนี้ขอแนะนำให้เลือกตัวเก็บประจุที่มีระดับเท่ากัน

เราเชื่อมต่อตัวเก็บประจุทั้งสองแบบเป็นอนุกรมโดยเชื่อมต่อขั้วไฟฟ้าลบเข้าด้วยกัน เป็นผลให้เราได้รับความจุเท่ากับครึ่งหนึ่งของแต่ละนิกาย

หากกลุ่มขององค์ประกอบ capacitive รวมอยู่ในวงจรในลักษณะที่แผ่นของส่วนประกอบทั้งหมดของวงจรเชื่อมต่อกับจุดเชื่อมต่อโดยตรงการเชื่อมต่อดังกล่าวเรียกว่าการเชื่อมต่อแบบขนานของตัวเก็บประจุ

เมื่อชาร์จกลุ่มตัวเก็บประจุที่เชื่อมต่อแบบขนานจะมีแรงดันไฟฟ้าเท่ากันระหว่างแผ่นขององค์ประกอบทั้งหมดเนื่องจากทั้งหมดถูกชาร์จจากแหล่งพลังงานเดียวกัน ปริมาณไฟฟ้ารวมในทุกองค์ประกอบจะเท่ากับผลรวมของปริมาณไฟฟ้าที่วางในแต่ละภาชนะแยกจากกัน เนื่องจากประจุของแต่ละรายการจะดำเนินการโดยอิสระจากประจุของส่วนประกอบอื่น ๆ ของวงจรนี้ ด้วยเหตุนี้ ระบบทั้งหมดจึงถือได้ว่าเป็นตัวเก็บประจุที่เทียบเท่ากันตัวเดียว แล้ว ความจุรวมเมื่อเชื่อมต่อตัวเก็บประจุแบบขนานจะเท่ากับผลรวมของความจุองค์ประกอบที่เชื่อมต่อทั้งหมด

ให้เราแสดงความจุรวมขององค์ประกอบที่เชื่อมต่อกับแบตเตอรี่ด้วยสัญลักษณ์ ด้วยกันทั่วไปจากนั้นคุณสามารถเขียนสูตรได้:

CTOT = C 1 + C 2 + C 3

ลองดูสูตรนี้โดยใช้ตัวอย่างสด สมมติว่าเราต้องการตัวเก็บประจุ 50V ขนาด 100 ไมโครฟารัดอย่างเร่งด่วนเพื่อซ่อมแซมเครื่องใช้ในครัวเรือน แต่เรามีตัวเก็บประจุขนาด 50V ขนาด 47 ไมโครฟารัดเท่านั้น หากคุณเชื่อมต่อแบบขนาน (ลบถึงลบและบวกถึงบวก) ความจุรวมของธนาคารตัวเก็บประจุผลลัพธ์จะอยู่ที่ประมาณ 94 ไมโครฟารัดที่ 50 โวลต์ นี่เป็นค่าเบี่ยงเบนที่ยอมรับได้อย่างสมบูรณ์ดังนั้นคุณจึงสามารถติดตั้งชุดประกอบนี้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ได้อย่างปลอดภัย

มารวบรวมความรู้ที่ได้รับจากการเชื่อมต่อตัวเก็บประจุแบบขนานกับการฝึกปฏิบัติวิทยุสมัครเล่น: สมมติว่าเพื่อเปลี่ยนตัวเก็บประจุที่บวมบนเมนบอร์ดของคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลเราจำเป็นต้องมีความจุที่มีค่าเล็กน้อย 2,000 ไมโครฟารัด แต่เนื่องจากโชคดี ไม่มี และเราก็ไม่อยากวิ่งไปตลาดวิทยุด้วย นี่คือจุดที่ความรู้เกี่ยวกับกฎการเชื่อมต่อแบบขนานของคอนเทนเนอร์จะมาช่วยเหลือเรา

รวม C = C 1 + C 2 = 1,000 µF + 1,000 µF = 2,000 µF

อย่างที่คุณเห็น ไม่มีอะไรซับซ้อนด้วยการเชื่อมต่อแบบขนาน ส่วนประกอบวิทยุแบบ capacitive แต่ละตัวจะมีแรงดันไฟฟ้าเท่ากัน และตัวเก็บประจุแบบคอมโพสิตจะถูกชาร์จด้วยไฟฟ้าเป็นสองเท่า

การเชื่อมต่อแบบอนุกรม-ขนานของตัวเก็บประจุคือวงจรหรือวงจรที่มีส่วนต่างๆ ที่มีการเชื่อมต่อแบบขนานและแบบอนุกรมของส่วนประกอบวิทยุ

เมื่อคำนวณความจุรวมของวงจรดังกล่าวด้วย ประเภทการเชื่อมต่อแบบอนุกรม-ขนานส่วนนี้ (เช่นในกรณี) แบ่งออกเป็นส่วนเบื้องต้นประกอบด้วยกลุ่มง่าย ๆ ที่มีการเชื่อมต่อแบบอนุกรมหรือแบบขนานของคอนเทนเนอร์ จากนั้นอัลกอริทึมการคำนวณจะอยู่ในรูปแบบ:

1. คำนวณความจุที่เท่ากันของส่วนต่างๆ ที่มีการเชื่อมต่ออนุกรมของความจุ
2. หากส่วนเหล่านี้ประกอบด้วยตัวเก็บประจุที่เชื่อมต่อแบบอนุกรม ความจุของพวกมันจะถูกคำนวณก่อน
3. หลังจากคำนวณความจุที่เท่ากันแล้ว ให้วาดแผนภาพใหม่ โดยทั่วไปแล้วจะได้วงจรของตัวเก็บประจุที่เทียบเท่าซึ่งเชื่อมต่อแบบอนุกรม
4. คำนวณความจุรวมของวงจรผลลัพธ์

ตัวอย่างการคำนวณความจุสำหรับการเชื่อมต่อตัวเก็บประจุแบบผสม