Подключение конденсатора: Схемы соединения конденсаторов — расчет емкости

Конденсатор | Класс робототехники

Электрический конденсатор (англ. capacitor) — это устройство, которое может накапливать электрический заряд и хранить его некоторое время. Конденсаторы можно найти практически в любом электронном устройстве. Они бывают разных типов и размеров.

На электрических схемах конденсаторы обозначают двумя параллельными черточками. При этом, у полярных конденсаторов около положительного электрода дополнительно ставится плюсик.

Для чего нужен конденсатор?

У этого прибора есть множество применений. Мы не будем перечислять их все, отметим лишь некоторые.

1) Фильтрация пульсаций в цепях питания. Конденсаторы часто ставят на входе и выходе преобразователей напряжения, на входе питания микросхем. В этом случае конденсаторы служат своего рода амортизаторами, которые могут сгладить неровности напряжения, подобно амортизаторам автомобиля, сглаживающим неровности дороги.

2) Времязадающие электрические цепи. Конденсаторы разной ёмкости заряжаются и разряжаются за разное время. Эту особенность используют в устройствах, где необходимо отсчитывать определенные промежутки времени. Например, с помощью резистора и конденсатора задается период и скважность импульса в микросхеме таймера 555 (урок про таймер 555).

3) Датчики прикосновения. В роли одной из обкладок конденсатора может выступить человек. Эту особенность нашего тела используют в своей работе сенсорные кнопки, тачскрины и тачпады некоторых видов.

4) Хранение данных. Конденсаторы применяются для хранения данных в оперативной памяти — ОЗУ (SRAM). Каждый модуль такой памяти содержит миллиарды отдельных конденсаторов, которые могут быть заряжены или разряжены, что интерпретируется как единица или ноль.

И это далеко не все варианты применения этого незаменимого прибора. Попробуем разобраться, как устройство конденсатора позволяет ему выполнять столько полезных функций!

Устройство простейшего конденсатора

Конденсатор состоит их двух металлических пластин — электродов, называемых также обкладками, между которыми находится тонкий слой диэлектрика.

Собственно, все конденсаторы устроены именно таким (или почти таким) образом, разве что меняется материал обкладок и диэлектрика.

Чтобы увеличить ёмкость конденсатора, не увеличивая его размеры, применяют разные хитрости. Например, если мы возьмем две обкладки в виде длинных полосок фольги, проложим между ними хотя бы тот же полиэтилен и свернем все это как рулет, то получится очень компактный прибор с большой ёмкостью. Именно так устроены плёночные конденсаторы.

Если вместо полиэтилена взять бумагу и пропитать её электролитом, то на поверхности фольги образуется тонкий слой оксида, который не проводит ток. Такой конденсатор будет называться электролитическим.

Существует много разных видов конденсаторов: бумажные, плёночные, оксидные алюминиевые и танталовые, вакуумные и т.п. В нашем уроке мы будем использовать оксидные электролитические конденсаторы из-за их большой ёмкости и доступности.

Полярные и неполярные конденсаторы

Очень важным является разделение конденсаторов на полярные и неполярные.

Приборы на основе оксидов: электролитические алюминиевые и танталовые обычно являются полярными, а значит если перепутать их полярность — они выйдут из строя. Причём этот выход из строя будет сопровождаться бурной электрохимической реакций вплоть до взрыва конденсатора.

На полярных конденсаторах всегда имеется маркировка. Как правило на электролитических конденсаторах на корпусе контрастной полосой отмечается отрицательный вывод (катод), у танталовых (в желтых прямоугольных корпусах) полоской помечается положительный вывод (анод). Если есть сомнения в маркировке, то лучше найти документацию на этот конденсатор и убедиться.

Неполярные же конденсаторы можно включать в цепь какой угодно стороной. К примеру, многослойные керамические конденсаторы — неполярные.

Ёмкость и напряжение конденсатора

Теперь обратим внимание на две важные характеристики конденсатора: ёмкость и номинальное напряжение.

Ёмкость конденсатора характеризует способность конденсатора накапливать заряд. Это как ёмкость банки, в которой хранится, к примеру, вода. Кстати, не зря одним из первых электрических конденсаторов была так называемая Лейденская банка. Она представляла собой обыкновенную стеклянную посуду, снаружи обмотанную фольгой. В банку была налита токопроводящая жидкость — электролит. Фольга и электролит играли роль обкладок, а стекло банки служило тем самым диэлектрическим барьером.

Ёмкость электрического конденсатора измеряют в фарадах. В схемах ёмкость обозначают латинской буквой

C. Как правило, ёмкость классических конденсаторов варьируется от нескольких пикофарад (пФ) до нескольких тысяч микрофарад (мкФ). Ёмкость указывается на корпусе конденсатора. Если единицы не указаны — то это пикофарады. Микрофарады часто обозначают как uF — так как буква u внешне похожа на греческую букву мю, которую используют вместо приставки микро.

Существует и особый вид конденсаторов, называемых ионисторами (англ. supercapacitor), которые имеют ёмкость в несколько фарад!  Чем больше ёмкость конденсатора, тем больше энергии в нём может храниться и тем дольше он заряжается, при прочих равных условиях.

Номинальное напряжение — второй важный параметр. Это такое напряжение, при котором конденсатор будет работать весь срок службы без критичного изменения своих параметров. Нельзя применять в 12-вольтовой цепи конденсатор на 6 вольт — он быстро выйдет из строя.

Именно эти два параметра обычно наносят на поверхность корпуса конденсатора. На фотографии ниже изображён электролитический конденсатор ёмкостью 470 мкФ и номинальным напряжением 16 Вольт.

А вот на керамических конденсаторах часто указывают только ёмкость. На картинке ниже конденсатор имеет маркировку 104. Что бы это значило?

Последняя цифра в этом коде — количество нулей после двухзначного числа в начале. 104 = 10 0000 пФ = 100 нФ = 0,1 мкФ

Параллельное и последовательное подключение конденсаторов

Как и в случае резисторов, конденсаторы можно составлять в цепочки. Это бывает нужно, когда в схеме необходима какая-то конкретная ёмкость, а у вас нет такого конденсатора.

Параллельное подключение

В отличие от резисторов, при параллельном подключении конденсаторов их ёмкости складываются. Например, если нам нужно получить ёмкость 3000 мкФ, а у нас есть два конденсатора по 1000 мкФ, и 10 штук по 100 мкФ, смело ставим их параллельно и получаем: 1000*2+100*10 = 2000 + 1000 = 3000 мкФ

Последовательно подключение

При последовательном подключении конденсаторы ведут себя как резисторы, соединённые параллельно. Например, посчитаем суммарную ёмкость двух конденсаторов на 100 мкФ, соединённых последовательно:

Суммарная ёмкость Ctot = 50 мкФ.

Заряд и разряд конденсатора — RC-цепочка

Теперь разберёмся с процессами, происходящими внутри конденсатора во время заряда и разряда. Для этого рассмотрим самую простую электрическую цепь с конденсатором. С левой стороны схемы подключим источник питания. Сверху разместим ключ и резистор, а справа сам конденсатор. Участок цепи, на котором есть конденсатор и резистор называют RC-цепью.

При замыкании ключа, в такой цепи образуется электрический ток, сила которого зависит от сопротивления резистора и внутреннего сопротивления самого конденсатора. Заряженные частицы устремятся к конденсатору, но не смогут преодолеть слой диэлектрика (по крайней мере все разом). Вследствие чего, с одной стороны конденсатора накопятся отрицательно заряженные частицы, а с другой стороны — положительно заряженные. Концентрация заряженных частиц на обкладках создаст мощное электрическое поле между ними.

С течением времени, напряжение на конденсаторе растет, а сила тока падает. После завершения процесса заряда, ток в цепи упадет почти до нуля. Останется только очень маленький ток утечки, который образуется благодаря тому, что некоторым заряженным частицам всё же удается проскочить через слой диэлектрика. Напряжение, напротив, станет практически равным напряжению источника.

Когда мы отключим конденсатор от источника питания, этот самый ток утечки постепенно разрядит конденсатор. Эта особенность электрических конденсаторов не даёт нам сделать из них контейнер для длительного хранения энергии. Хотя частично эту проблему решают ионисторы.

Резистор и время заряда конденсатора

Зачем в цепи нужен резистор? Что на мешает подключить его напрямую к источнику? Тому есть две причины.

Резистор ограничивает ток, протекающий через конденсатор. Чем меньше заряженных частиц за единицу времени прибывает в конденсатор, тем больше времени для заряда ему потребуется.

Конденсатор заряжается и разряжается по экспоненциальному закону. Зная это, мы можем легко рассчитать время заряда/разряда в зависимости от его ёмкости и от сопротивления резистора.

По картинке можно понять, что за время T конденсатор заряжается на 63,2%. А вот за время 3T уже на 95%. Время T здесь равно произведению ёмкости конденсатора C на сопротивление R, последовательно соединенного резистора:

Например, у нас есть конденсатор ёмкостью 100 мкФ, соединенный с резистором 1 кОм. Посчитаем за сколько секунд он зарядится хотя бы до 95%:

Теперь умножаем это на 3 и получаем 3T = 0,3 секунды — за такое время конденсатор почти полностью будет заряжен.

Таким образом, меняя ёмкость конденсатора и резистора мы можем управлять временем его заряда, что нам ещё пригодится в будущем.

Вторая важная причина, по которой в цепи присутствует резистор — защита источника питания. Дело в том, что разряженные конденсаторы имеют очень низкое внутреннее сопротивление, которое составляет доли Ома. По сути, их можно рассматривать как обычные проводники. А что будет, если замкнуть выводы питания проводником? Будет короткое замыкание! Такой режим работы цепи является аварийным для источника питания, и его нужно всячески избегать.

Плавное выключение светодиода при помощи конденсатора

Проведем небольшой опыт. Для этого соберем на макетной плате цепь с кнопкой, конденсатором и светодиодом. В качестве источника питания используем контакты питания Ардуино Уно.

Принципиальная схема

Внешний вид макета

Подключим Ардуино  к питанию. Затем, нажмем кнопку и светодиод практически мгновенно загорится. Отпустим кнопку — светодиод медленно начнет гаснуть. Почему так происходит?

Сразу после подключения нашей схемы к источнику питания, в ней начинают происходит интересные процессы.

Как уже говорилось ранее, пока конденсатор пустой, ток через него максимален. Следовательно, конденсатор начинает стремительно набирать заряд. При этом светодиоду, который подключен параллельно, ничего не достается 🙁 Напряжение на нем близко к нулю.

С течением времени конденсатор насыщается, благодаря чему ток начинает постепенно переходить в параллельную цепь — через светодиод. Напряжение на светодиоде начинает расти. Наступает момент, когда напряжение на светодиоде принимает критическое значение (для красного светодиода около 1,8 В), при котором он стремительно отбирает остатки тока у конденсатора и вспыхивает!

Когда мы отпускаем кнопку, ситуация становится гораздо проще. Конденсатор становится источником питания для светодиода с резистором. Светодиод начинает медленно высасывать заряд из конденсатора, пока тот не разрядится. Тут мы и наблюдаем медленно угасание.

Меняя сопротивление R1, мы можем влиять на скорость вспыхивания светодиода. Однако, следует учитывать, что увеличивая R1 мы будем снижать ток в цепи, тем самым уменьшая максимальный заряд конденсатора и яркость светодиода.

Увеличивая C1, мы получим более длительное время работы светодиода после выключения источника. Это как поставить более ёмкую батарейку.

Наконец, меняя R2 можно регулировать яркость светодиода, и соответственно, время его работы. Ведь чем меньше тока мы забираем из конденсатора, тем на большее время его хватит.

К размышлению

Итак, мы познакомились с конденсатором — интересным и порой опасным жителем любой электронной платы. В следующих уроках уделим внимание резистору и индуктивности, а также более сложному их собрату — транзистору.

Вконтакте

Facebook

Twitter

Подключение пусковых конденсаторов к электродвигателю.

В одной из прошлых статей мы говорили о подборе рабочих конденсаторов для работы  3 ф.(380 Вольт) асинхронного электродвигателя от 1 ф. сети (220 Вольт). А именно о подборе рабочих конденсаторов  по амперметру . Спасибо Вам мои читатели за  множество отзывов и благодарностей, ведь если бы не Вы  уже давно бы забросил это дело.  В одном из писем  присланных мне на почту были вопросы: « Почему  не рассказал о пусковых конденсаторах?», «Почему у меня не запускается двигатель, ведь я всё сделал, как было написано».  А ведь правда что не всегда хватает «рабочих» конденсаторов для пуска электродвигателя под  нагрузкой, и возникает вопрос: «Что же делать?». А вот что: «Нам нужны пусковые конденсаторы». А вот как их подобрать правильно мы сейчас поговорим. И так что мы имеем: 3 фазный электродвигатель, к которому на основе прошлой статье  мы подобрали ёмкость рабочего конденсатора 60 мкФ. Для пускового конденсатора мы берем емкость в 2 — 2,5 раза больше чем ёмкость рабочего конденсатора. Таким образом, нам понадобится конденсатор ёмкостью 120 – 150 мкФ. При этом рабочее напряжение этих конденсаторов должно быть в 1,5 раза больше напряжения сети. Сейчас у многих возникает вопрос: « А почему не 300 мкФ или даже 1000 мкФ, ведь кашу маслом не испортишь?». Но в не этом случае, всего должно быть в меру, при слишком большей ёмкости пусковых конденсаторов  нечего очень страшного не случиться, но эффективность пуска электродвигателя будет хуже. Таким образом не стоит тратить лишние средства на покупку слишком большой ёмкости.

Но какие, же конденсаторы нужны для пуска электродвигателя?

Если нам нужна небольшая ёмкость пускового конденсатора то вполне подойдёт конденсаторы того же типа которые мы использовали для рабочих конденсаторов.  Но если нам нужно довольно таки  большая ёмкость? Для такой цели не целесообразно использовать такой тип конденсаторов через их дороговизну и размеры (при сборе большой батареи конденсаторов размеры её будут велики).  Для таких целей нам служат специальные пусковые (стартовые) конденсаторы, которые сейчас присутствуют в продаже, в большом ассортименте.  Такие конденсаторы встречаются разных форм и типов, но в их названиях присутствует маркировка (надпись): «Start», «Starting»,  « Motor Start» или что-то в этом роде, все они служат для пуска электродвигателя. Но для лучшей убедительности лучше спросить у продавца при покупке, он всегда подскажет.

 

А вот сейчас Вы скажете: «А как же конденсаторы от старых советских ч/б телевизоров, так называемые «электролиты»?»

Да что я Вам могу сказать по этому поводу. Я сам их не использую, и Вам не рекомендую и даже отговариваю. Всё потому что их использование в качестве пусковых конденсаторов не вполне безопасно. Потому что они могут вздуваться или и того хуже взрываться. К тому же такой тип конденсаторов со временем высыхает и теряет  свою номинальную ёмкость, и мы не можем точно знать, какую именно мы применяем в данный момент.

И так у нас есть электродвигатель, рабочий и пусковой конденсатор. Как нам всё это подключить?

Для этого нам понадобится кнопка ПНВС.

  

Кнопка ПНВС (пускатель нажимной с пусковым контактом) имеет три контакта: два крайних –   с фиксацией и один посередине – без фиксации. Он и служит для включения пускового конденсатора, а при прекращении нажатия на кнопку возвращается в исходное положение (пусковой конденсатор «Сп» включается только во время пуска двигателя, а рабочий конденсатор «Ср» постоянно находиться в работе), другие два крайних контакта остаются включенными и отключаются при нажатии кнопки «Стоп». Кнопку «Пуск» нужно удерживаться до тех пор, пока скорость вала не достигнет максимальных оборотов, и только после её отпустить. Также не стоит забывать, что конденсатор имеет свойство иметь заряд электрического тока, и Вы можете попасть под поражения электрическим током. Что бы этого не случилось, по окончанию работы  отключите электродвигатель от сети, и включите на одну две секунды кнопку «Пуск», чтобы конденсаторы могли разрядиться. Либо параллельно пусковому конденсатору поставьте резистор около 100 килоом, чтобы конденсатор разряжался на него.

У нас с двигателя выходят три провода. Первый и третий  мы подключаем к двум крайним контактам кнопки. Второй же провод мы подключаем к одному из контактов пускового конденсатора «Сп», а второй контакт этого конденсатора к средней  клемме копки ПНВС. Ко второму и третьему проводу, как показано на схеме, подключаем рабочий конденсатор  «Ср».  С другой стороны кнопки два крайних контакта подключаем к сети, а к среднему подключаем «перемычку» к контакту, к которому подключен рабочий конденсатор «Ср».

Схематически это выглядит так:

вариант схемы с реверсом:

Удачи Вам в ваших экспериментах.

Расчет конденсатора для пуска двигателя, схема подключения

Тема очень востребованная и вызывающая множество вопросов. Для начала разберемся какие бывают асинхронные электродвигатели переменного тока и в каких случаях применяется подключение через конденсаторы. Затем рассмотрим схемы и формулы для выбора конденсаторов. Задача, которая стоит перед нами в этой статье: подключить трехфазный двигатель к однофазному питанию используя схему с конденсаторами. Для этого будет представлена схема и формулы для выбора значения емкостей конденсаторов.

Двигатели по способу питания делятся на трехфазные и однофазные. Вначале разберемся с подключением через конденсатор трехфазного ЭД.

Коротенько про трехфазные асинхронные электродвигатели

Трехфазные асинхронные электродвигатели получили широкое применение в различных отраслях промышленности, сельского хозяйства, быту. ЭД состоит из статора, ротора, клеммной коробки, щитов с подшипниками, вентилятора и кожуха вентилятора.

Стягивающие шпильки я уже снимать не стал, чтобы добраться до статора с ротором. Но выпирающая часть, на которой сидит вентилятор и есть ротор. Ротор — вращающаяся часть, статор неподвижная (на рисунке его не видно).

Далее посмотрим на клеммник более внимательно. С одной стороны у нас С1-С2-С3, а ниже — С4-С5-С6. Это начала и концы обмоток фаз электродвигателя. У нас имеются три фазы, так как двигатель трехфазный — С1-С4, С2-С5, С3-С6. Также присутствует на фото ржавый болт заземления, он находится в клеммнике сверху слева.

Соединение, которое видно на фотографии называется “звезда”. Я уже писал про звезду и треугольник для трансформаторов — аналогично и при подключении электродвигателей. Сбоку на фотографии я добавил как выглядит схематично звезда для данного электродвигателя и треугольник. Вся разница в расположении перемычек. Их комбинации определяют схему соединения ЭД.

работа трехфазного электродвигателя без одной фазы при постоянной нагрузке

Электродвигатель может работать от однофазной сети и без дополнительных мер и схем. Например, при повреждении одной из фаз. Однако, в данном случае произойдет снижение частоты вращения. Снижение частоты вращения приведет к увеличению скольжения, что в свою очередь вызовет увеличение тока двигателя.

А возрастание тока приведет к нагреву обмоток. При такой ситуации необходимо разгрузить ЭД до 50%. Работа в таком режиме возможна, однако, если двигатель остановится, то повторно пуститься уже не получится.

почему для пуска от однофазной сети используют именно конденсаторы

Повторный пуск не произойдет, так как магнитное поле статора будет пульсирующим и, коротко говоря, из-за направленности определенных векторов в противоположные стороны ротор будет неподвижен. Чтобы двигатель пустился, нам необходимо изменить расположение этих векторов. Для этого и используют элементы, которые сдвигают фазы векторов. Рассмотрим схему, которая реализует эту возможность.

На схеме мы видим, что обмотка разделилась на две ветви — пусковую и рабочую. Пусковая используется с начала пуска до разворота двигателя, затем отключается и используется только рабочая. Для отключения пусковой можно использовать кнопку, например. Нажал и держи пока не развернулся двигатель, а потом отпускай и цепочка разорвана.

Фазосдвигающими элементами могут выступать сопротивления или конденсаторы. Разница в применении тех или иных в форме магнитного поля. И если, говорить проще, то выбирают конденсаторы, так как при одном значении пускового момента, меньший пусковой ток будет при использовании конденсаторов.

А при одинаковых пусковых токах у схем с конденсатором будет больше начальный вращающий момент, то есть движок будет быстрее разгоняться, что несомненно лучше для эксплуатации.

Важно: подключение через конденсаторы производят для двигателей до 1,5кВ. Вычислено, что для более мощных ЭД стоимость емкостных элементов превысит стоимость самого движка, следовательно, их установка является нерентабельной. Хотя, если достать их нахаляву, что в нашем пространстве не редкость, то можно и попробовать.

как подключить электродвигатель через конденсатор

Так как конденсаторы выгоднее во многих смыслах для пуска ЭД, то разберем пару схемок пуска с применением конденсаторов. Для схемы соединения “треугольник” и для схемы соединения “звезда”.

Пусковая ветвь будет использоваться до момента разворота ЭД, рабочая — напротяжении всей работы двигателя.

конденсаторы для запуска электродвигателя

Логично будет далее разобраться, как рассчитать пусковой и рабочий конденсатор для двигателя. Для правильного подбора нам необходимо знать паспортные данные ЭД, или иметь шильду с заводскими значениями.

Существуют различные схемы и в каждой конденсаторы выбираются по своему. Для схем, приведенных выше расчет емкости конденсаторов осуществляется по двум формулам:

схема “звезда”:

Рабочая емкость = 2800*Iном.эд/Uсети

схема “треугольник”:

Рабочая емкость = 4800*Iном/Uсети

Пусковая емкость в обоих случаях принимается равной 2-3 от рабочей.

В формулах выше Iном — это номинальный ток фазы электродвигателя. Если посмотреть на табличку, где через дробь указываются два тока, то это будет меньший из них. Uсети — напряжение питающей сети(~127, ~220). Значит, вычислили мы ёмкость и следующим шагом нам надо знать напряжение на конденсаторе. Для схем приведенных на рисунках выше напряжение на конденсаторе равняется 1,15 от напряжения сети. Но это напряжение переменного тока, а для выбора конденсаторов надо знать напряжение постоянного тока. Тут нам и понадобится небольшая табличка:

Например, напряжение сети ~220, умножаем на 1,15 получаем 253. В таблице смотрим переменка 250 соответствует постоянке 400В для емкости до 2мкФ, или 600В для емкостей 4-10мкФ. Нужно, чтобы номинальное напряжение конденсатора было равно или больше расчетного.

Далее, зная рабочее напряжение и требуемую емкость подбираем конденсаторы по параметрам: типы и нужное количество. Конденсаторы для пусковой цепи порой так и называются — пусковыми.

Вот так, шаг за шагом, мы разобрали как подключить трехфазный асинхронный электродвигатель в однофазную сеть и что для этого необходимо рассчитать и знать. Существуют и другие схемы для подключения двигателя через конденсатор, но эти вопросы рассмотрим в другой раз в другой статье.

Сохраните в закладки или поделитесь с друзьями

Самое популярное

---

---

проверенный способ соединения, формула, типы подключений

Если нужно срочно отремонтировать технику, а нужного конденсатора нет, то можно увеличить емкость конденсатора, как известно из школьной программы, соединив несколько приборов в одну цепь.

Такая проблема может также возникнуть, если, например, нужного номинала нет в продаже, то есть для нестандартных подключений, например, в радиотехнических опытах.

Электрическая емкость

При соединении приборов для конденсации заряда, как правило, техника интересует электрическая емкость, которая получится в итоге.

Электроемкость показывает способность двухполюсника накапливать в себе заряд и измеряется в фарадах. Может показаться, что чем выше это значение, тем лучше, но на практике не существует возможности создать все возможные на свете емкости, более того, часто это и не нужно, так как во всех приборах, использующихся повседневно, применяются стандартные приборы для конденсации.

Можно соединить несколько приборов для конденсации в цепь, создав одну конденсирующую емкость, при этом значение характерной величины будет зависеть от типа подключения, и для его расчета есть давно известные формулы.

Параллельное соединение

Существует два типа подключения приборов в цепь: последовательное и параллельное. Каждый из них обладает своими свойствами, но, как правило, используется параллельное соединение конденсаторов.

Параллельное соединение обладает такими свойствами:

1. Емкость составного двухполюсника увеличивается по сравнению с каждым отдельным прибором.
2. Напряжение в сети не изменяется.

Соединить конденсаторы для увеличения емкости, как показывают свойства, лучше этим способом. Для этого нужно соединить выводы с каждого двухполюсника по группам: у каждого из них два вывода. Нужно создать две группы: в одну соединить все конденсаторы с одного вывода, а во вторую с оставшегося.

При таком соединении приборы для конденсации образуют одну емкость, поэтому верна такая формула: С=С1+С2+…СN, где N — количество конденсаторов в цепи.

Например, если имеются номинальные значения 50мкф, 100мкф и 150мкф, то при последовательном подключении общее значение в цепи будет 300мкф.

В жизни это подключение используют довольно часто, например, если при расчетах оказалось, что требуется такой двухполюсник, которого в продаже точно не найти. С помощью этого способа можно варьировать емкость конденсатора так, как это потребуется, при этом не изменяя напряжение в сети.

Последовательное включение конденсаторов

Свойства последовательного включения конденсаторов:

1. Емкость последовательно соединенных приборов для конденсации заряда в отличие от емкости параллельно соединенных конденсаторов уменьшается.
2. Напряжение на приборах растет.

Для такого подключения нужно просто соединять выводы двухполюсников один с другим, образуя цепочку: вывод первого будет соединен с выводом второго, оставшийся вывод второго с выводом третьего и так далее.

Формула подключения: 1/(1/С1+1/С2+…+1/СN), где N — это количество приборов в соединении.

Например, есть три конденсатора по 100мкф. 1/100+1/100+1/100=0,03мкф. 1/0,03=33мкф.

Заряды распределятся с чередующимся знаком, а емкостное значение будет ограничено только им же для самого слабого звена в цепи. Как только он получит свой заряд, передача тока в цепи прекратится.

Для чего тогда нужен подобный способ подключения? Такая цепь более устойчива и может выдержать большее напряжение при подключении в схему при меньшем емкостном номинале конденсатора. Однако в продаже имеются приборы, которые и без того обладают нужными свойствами, поэтому-то такое подключение в жизни практически не используется, а если используется, то для специфических задач.

Смешанный способ

Сочетает в себе параллельное и последовательное подключения.

При этом для участков с последовательным соединением характерны свойства последовательного соединения, а для участков с параллельным — свойства параллельного.

Оно используется, когда ни электроемкость, ни номинальное напряжение приборов, имеющихся в продаже, не подходят для задачи. Обычно такая проблема возникает в радиотехнике.

Чтобы определить общее значение электроемкости, нужно будет сначала определить это же значение для параллельно соединенных двухполюсников, а потом для их последовательного соединения.

Сравнение различных вариантов

	Емкость	Напряжение
Параллельное	Увеличивается	Не изменяется
Последовательное	Уменьшается	Увеличивается
Смешанное	Изменяется	Увеличивается

Для выбора соединения можно воспользоваться такой таблицей. Слева тип соединения приборов, сверху свойства прибора для конденсации заряда.

Если требуется увеличить емкость, то нужно использовать параллельное соединение, а если увеличить напряжение — то последовательное. Если же требуется и то, и то, то нужно будет рассчитывать смешанное подключение конденсаторов в цепь.

Конденсатор для сабвуфера, что это, как установить, и зарядить

Автор CarAudioSupport На чтение 5 мин. Просмотров 18 Обновлено 06.04.2021

Работа мощных автомобильных сабвуферов может сопровождаться проблемами, связанными с большим потреблением тока этими устройствами. Заметить это можно на пиках НЧ, когда сабвуфер «захлебывается».

Это объясняется просадками напряжения на входе питания саба. Исправить проблему помогает накопитель энергии, роль которого играет емкость конденсатора, включенного в цепь питания сабвуфера.

Зачем нужен конденсатор для сабвуфера

Электрический конденсатор представляет собой двухполюсное устройство, способное накапливать, сохранять и отдавать электрический заряд. Конструктивно он состоит из двух пластин (обкладок), разделенных диэлектриком. Важнейшей характеристикой конденсатора является его емкость, отражающая величину энергии, которую он способен накопить. Единицей измерения емкости служит фарада. Из всех типов конденсаторов, наибольшей емкостью обладают электролитические конденсаторы, а также их дальнейшие усовершенствованные родственники – ионисторы.

Чтобы понять, для чего нужен конденсатор, разберемся, что происходит в электрической сети автомобиля при включении в нее низкочастотной автоакустики, имеющей мощность 1 кВт и более. Простой подсчет показывает, что ток, потребляемый такими устройствами, достигает 100 ампер и выше. Нагрузка имеет неравномерный характер, максимумы достигаются в моменты басовых ударов. Просадка напряжения в момент прохождения автозвуком пика громкости НЧ обусловлена двумя факторами:

• Наличием внутреннего сопротивления аккумулятора, ограничивающим его способность к быстрой отдаче тока;
• Влиянием сопротивления соединительных проводов, вызывающим падение напряжения.

Аккумулятор и конденсатор имеют функциональную схожесть. Оба устройства способны накапливать электрическую энергию, впоследствии отдавая ее нагрузке. Конденсатор это делает значительно быстрее и «охотнее» аккумулятора. Такое свойство и лежит в основе идеи его применения.

Конденсатор подсоединяется параллельно аккумулятору. При резком увеличении потребления тока увеличивается падение напряжения на внутреннем сопротивлении аккумулятора и, соответственно, уменьшается на выходных клеммах. В этот момент включается в работу конденсатор. Он отдаёт накопленную энергию, и тем самым компенсирует падение отдаваемой мощности.

Как подобрать конденсатор

Требуемая емкость конденсатора зависит от мощности сабвуфера. Чтобы не вдаваться в сложные вычисления, можно пользоваться простым эмпирическим правилом: на 1 кВт мощности необходима емкость 1 фарада. Превышение этого соотношения идет только на пользу. Поэтому, наиболее распространенный в продаже конденсатор большой емкости в 1 фараду, можно использовать и для сабвуферов мощностью менее 1 кВт. Рабочее напряжение конденсатора должно быть не менее 14 – 18 вольт. Некоторые модели оборудованы цифровым вольтметром – индикатором. Это создает дополнительные удобства в эксплуатации, а электроника, контролирующая заряд конденсатора, позволяет облегчить эту процедуру.

Как подключить конденсатор к сабвуферу

Установка конденсатора не относится к сложным процедурам, но при ее выполнении нужно быть внимательным и соблюдать некоторые правила:

1. 1. Чтобы избежать заметного падения напряжения, провода, соединяющие конденсатор и усилитель, не должны быть длиннее 50 см.По этой же причине, сечение проводов нужно выбрать достаточно большим;

 

1. Следует соблюдать полярность. Плюсовой провод от аккумулятора соединяют с плюсовой клеммой питания усилителя саба и с выводом конденсатора, обозначенным знаком «+». Вывод конденсатора с обозначением «-», соединяется с кузовом автомобиля и с минусовой клеммой питания усилителя. Если усилитель до этого уже был подключен к «массе», минусовой вывод конденсатора можно зажать той же гайкой, соблюдая при этом длину проводов от конденсатора к усилителю в указанных пределах 50 см;
2. Подключая конденсатор для усилителя, лучше воспользоваться штатными зажимами для присоединения проводов к его выводам. Если они не предусмотрены, можно воспользоваться пайкой. Следует избегать соединения скруткой, ток через конденсатор протекает значительный.

На рисунке 1 проиллюстрировано подключение конденсатора к сабвуферу.

Как зарядить конденсатор для сабвуфера

Подключать к электрической сети автомобиля, следует уже заряженный автомобильный конденсатор. Необходимость выполнения этого действия объясняется свойствами конденсатора, о которых упоминалось выше. Конденсатор заряжается так же быстро, как и разряжается. Поэтому, в момент включения разряженного конденсатора, токовая нагрузка будет чересчур велика.

Если купленный конденсатор на сабвуфер оснащен электроникой, контролирующей зарядный ток, можно не беспокоиться, смело подсоединяйте его к цепям питания. В противном случае, конденсатор следует заряжать до подключения, ограничивая ток. Удобно использовать для этого обыкновенную автомобильную лампочку, включив ее вразрез цепи питания. Рисунок 2 показывает, как правильно заряжать конденсаторы большой ёмкости.

В момент включения, лампа загорится в полный накал. Максимальный скачок тока будет ограничен при этом мощностью лампы и будет равен ее номинальному току. Далее, в процессе заряда, накал лампы будет ослабевать. По окончании процесса зарядки, лампа потухнет. После этого надо отключить конденсатор от зарядной цепи. Затем можно подключить заряженный конденсатор к цепи питания усилителя.

Если после прочтения статьи остались вопросы по подключению, советуем ознакомится со статьей «Как подключить усилитель в автомобиле».

Дополнительные плюсы установки конденсаторов в автомобилях

Кроме решения проблем с работой сабвуфера, подключаемый в сеть автомобиля конденсатор оказывает положительное влияние на режим работы электрооборудования в целом. Проявляется это следующим образом:

• Конденсатор является хорошим фильтром высокочастотных составляющих сетевого напряжения, возникающих при коммутации нагрузок и работе некоторых электронных приборов, его функции благоприятно сказываются на работе всех систем автомобиля;
• Применение конденсатора позволяет сгладить скачки напряжения, возникающие при включении и отключении потребителей бортовой сети, что позволяет генератору работать в более ровном режиме;
• При запуске автомобиля стартером, конденсатор, безусловно, принимает в нем дополнительное участие, отдавая свой заряд в бортовую сеть. Особенно это актуально зимой, когда возможность аккумулятора отдавать ток снижается, а свойства конденсатора не изменяются.

Конденсатор установлен, и вы заметили, что ваш сабвуфер начал играть интересней. Но если маленько постараться можно заставить его играть еще лучше, предлагаем вам ознакомиться со статьей «Как настроить сабвуфер».

 

Запуск трехфазных электродвигателей с помощью конденсаторов

Запуск трехфазных электродвигателей с помощью конденсаторов, подключая их к бытовой однофазной электросети, можно осуществлять только в исключительных случаях (когда нет возможности подключиться к трехфазной сети), поскольку в ней сразу возникает вращающееся магнитное поле, создающее условия для того, чтобы ротор вращался в статоре. Помимо прочего, этот режим позволяет достичь максимальной мощности и эффективности работы электромотора.

Для того чтобы достичь максимальной выходной мощности электродвигателя (максимум 70% сравнительно с трехфазным подключением), при подключении к домашней однофазной электросети совершают три обмотки по схеме «треугольник». При подключении по схеме «звезда» максимальная мощность достигает не более 50% от возможной. При однофазном подключении на два выхода создается возможность подключения фазы и ноля без третьей фазы, которую восполняет конденсатор.

От того, как сформирован третий контакт (через фазу или ноль), зависит направление вращения ротора. В режиме одной фазы достигается идентичность частоты вращения трехфазному режиму.

Как подключить электромотор с конденсатором

Асинхронные электромоторы мощностью до 1.5кВт, запускающиеся без нагрузки, требуют для своего подключения только рабочий конденсатор. Один конец конденсатора подключают к нулю, а второй – к третьему выходу треугольника. Для изменения направления вращения ротора подключение конденсатора ведут от фазы.

Если мотор сразу при запуске работает под нагрузкой или его мощность превышает 1.5кВт, в схему вводят пусковой конденсатор, включающийся в работу параллельно рабочему. Он включается всего на несколько секунд и увеличивает пусковой толчок во время старта. При кнопочном подключении пускового конденсатора остальную схему подключают от сети через тумблер или через кнопку с двумя фиксирующими положениями.

Для запуска подключают питание через тумблер или двухпозиционную кнопку, затем нажимают на пусковую кнопку и удерживают ее до запуска электромотора. По осуществлении запуска кнопку отпускают, и ее пружина размыкает контакты и отключает пусковую емкость.

Для реверсивного запуска трехфазных электродвигателей с помощью конденсаторов в сети 220В в схему вводят тумблер переключения, который служит для подключения одного конца рабочего конденсатора к фазе и к нулю.

Если мотор не запускается или слишком медленно набирает обороты, в схему вводят пусковой конденсатор, подключаемый через кнопку «Пуск». Обычно на схемах провода, предназначенные для подключения этой кнопки в режиме реверса, обозначаются фиолетовым цветом. Если реверс не нужен, кнопка с проводами и правый пусковой конденсатор в схему не вводятся. Для запуска двигателя, рассчитанного на 220В, конденсаторы не нужны.

Выбор конденсаторов для электромоторов

Для подключения трехфазных электромоторов к бытовой сети нужно использовать только модели типа МБГЧ, МБПГ, МБГО и БГТ с рабочим напряжением (U раб.) минимум 300 вольт. Обозначение и величина емкости конденсатора указываются на его корпусе.

Расчет емкости

• Для подключения звездой используют формулу Сраб.=2800х(I/U), а для подключения треугольником – Сраб.=4800х(I/U), где Сраб. – это емкость рабочего конденсатора в мкФ, I – потребляемый мотором ток (по паспорту), U – напряжение сети, равное 220 вольтам. Емкость пусковых конденсаторов, обычно превышающую емкость рабочих конденсаторов вдвое-втрое, подбирают экспериментальным путем.
• Расчет надо составлять на номинальную мощность, поскольку при работе в половину силы электромотор будет нагреваться. Для уменьшения тока в обмотке необходимо уменьшить емкость рабочего конденсатора. Если емкости не хватает до необходимой, электродвигатель будет развивать низкую мощность.
• Лучше всего начинать подбор конденсатора для трехфазного электродвигателя с наименьшего допустимого значения емкости, и постепенно увеличивать показатель до оптимальной величины.
• При долгой работе без нагрузки электромотор, переделанный с 380В на 220В, сгорит.
• После отключения агрегата на выводах конденсаторов долго сохраняется напряжение опасной величины, поэтому их надо ограждать во избежание случайного прикосновения.
• Необходимо разряжать конденсаторы каждый раз перед началом их эксплуатации.
• Трехфазный электромотор мощностью свыше 3кВт нельзя подключать к домашней электросети на 220 вольт, потому что при неправильно подобранной защите будет плавиться изоляция проводов и выбиваться пробки, в худшем случае возможно возгорание.

При соблюдении вышеперечисленных правил и рекомендаций подключение трехфазного электродвигателя к бытовой сети не представляет сложности. Не следует только забывать о технике безопасности.

§52. Конденсаторы, их назначение и устройство

Заряд и разряд конденсатора.

Конденсатор представляет собой устройство, способное накапливать электрические заряды. Простейшим конденсатором являются две металлические пластины (электроды), разделенные каким-либо диэлектриком. Конденсатор 2 можно зарядить, если соединить его электроды с источником 1 электрической энергии постоянного тока (рис. 181, а).

Рис. 181. Заряд и разряд конденсатора

При заряде конденсатора свободные электроны, имеющиеся на одном из его электродов, устремляются к положительному полюсу источника, вследствие чего этот электрод становится положительно заряженным. Электроны с отрицательного полюса источника устремляются ко второму электроду и создают на нем избыток электронов, поэтому он становится отрицательно заряженным.

В результате протекания зарядного тока i3 на обоих электродах конденсатора образуются равные, но противоположные по знаку заряды и между ними возникает электрическое поле, создающее между электродами конденсатора определенную разность потенциалов. Когда эта разность потенциалов станет равной напряжению источника тока, движение электронов в цепи конденсатора, т. е. прохождение по ней тока i3 прекращается. Этот момент соответствует окончанию процесса заряда конденсатора.

При отключении от источника (рис. 181,б) конденсатор способен длительное время сохранять накопленные электрические заряды. Заряженный конденсатор является источником электрической энергии, имеющим некоторую э. д. с. ес. Если соединить электроды заряженного конденсатора каким-либо проводником (рис. 181, в), то конденсатор начнет разряжаться.

При этом по цепи пойдет ток iр разряда конденсатора. Начнет уменьшаться и разность потенциалов между электродами, т. е. конденсатор будет отдавать накопленную электрическую энергию во внешнюю цепь.

В тот момент, когда количество свободных электронов на каждом электроде конденсатора станет одинаковым, электрическое поле между электродами исчезнет и ток станет равным нулю. Это означает, что произошел полный разряд конденсатора, т. е. он отдал накопленную им электрическую энергию.

Емкость конденсатора.

Свойство конденсатора накапливать и удерживать электрические заряды характеризуется его емкостью. Чем больше емкость конденсатора, тем больше накопленный им заряд, так же как с увеличением вместимости сосуда или газового баллона увеличивается объем жидкости или газа в нем.

Емкость С конденсатора определяется как отношение заряда q, накопленного в конденсаторе, к разности потенциалов между его электродами (приложенному напряжению)U:

C = q / U (69)

Емкость конденсатора измеряется в фарадах (Ф). Емкостью в 1 Ф обладает конденсатор, у которого при сообщении заряда в 1 Кл разность потенциалов возрастает на 1 В. В практике преимущественно пользуются более мелкими единицами: микрофарадой (1 мкФ=10^-6 Ф), пикофарадой (1 пФ = 10^-12 мкФ).

Емкость конденсатора зависит от формы и размеров его электродов, их взаимного расположения и свойств диэлектрика, разделяющего электроды. Различают плоские конденсаторы, электродами которых служат плоские параллельные пластины (рис. 182, а), и цилиндрические (рис. 182,б).

Рис. 182. Плоский (а) и цилиндрический (б) конденсаторы

Свойствами конденсатора обладают не только специально изготовленные на заводе устройства, но и любые два проводника, разделенные диэлектриком. Емкость их оказывает существенное влияние на работу электротехнических установок при переменном токе.

Например, конденсаторами с определенной емкостью являются два электрических провода, провод и земля (рис. 183, а), жилы электрического кабеля, жилы и металлическая оболочка кабеля (рис. 183,6).

Рис. 183. Емкости, образованные проводами воздушной линии (а) и жилами кабеля (б)

Устройство конденсаторов и их применение в технике.

В зависимости от применяемого диэлектрика конденсаторы бывают бумажными, слюдяными, воздушными (рис. 184).

Рис. 184. Общие виды применяемых конденсаторов: 1 — слюдяные; 2 — бумажные; 3 — электролитический; 4 — керамический

Используя в качестве диэлектрика вместо воздуха слюду, бумагу, керамику и другие материалы с высокой диэлектрической проницаемостью, удается при тех же размерах конденсатора увеличить в несколько раз его емкость. Для того чтобы увеличить площади электродов конденсатора, его делают обычно многослойным.

В электротехнических установках переменного тока обычно применяют силовые конденсаторы. В них электродами служат длинные полосы из алюминиевой, свинцовой или медной фольги, разделенные несколькими слоями специальной (конденсаторной) бумаги, пропитанной нефтяными маслами или синтетическими пропитывающими жидкостями.

Ленты фольги 2 и бумаги 1 сматывают в рулоны (рис. 185), сушат, пропитывают парафином и помещают в виде одной или нескольких секций в металлический или картонный корпус. Необходимое рабочее напряжение конденсатора обеспечивается последовательным, параллельным или последовательно-параллельным соединениями отдельных секций.

Рис. 185. Устройство бумажного (а) и электролитического (б) конденсаторов

Всякий конденсатор характеризуется не только значением емкости, но и значением напряжения, которое выдерживает его диэлектрик. При слишком больших напряжениях электроны диэлектрика отрываются от атомов, диэлектрик начинает проводить ток и металлические электроды конденсатора замыкаются накоротко (конденсатор пробивается).

Напряжение, при котором это происходит, называют пробивным. Напряжение, при котором конденсатор может надежно работать неограниченно долгое время, называют рабочим. Оно в несколько раз меньше пробивного.

Конденсаторы широко применяют в системах энергоснабжения промышленных предприятий и электрифицированных железных дорог для улучшения использования электрической энергии при переменном токе.

На э. п. с. и тепловозах конденсаторы используют для сглаживания пульсирующего тока, получаемого от выпрямителей и импульсных прерывателей, борьбы с искрением контактов электрических аппаратов и с радиопомехами, в системах управления полупроводниковыми преобразователями, а также для создания симметричного трехфазного напряжения, требуемого для питания электродвигателей вспомогательных машин.

В радиотехнике конденсаторы служат для создания высокочастотных электромагнитных колебаний, разделения электрических цепей постоянного и переменного тока и др.

В цепях постоянного тока часто устанавливают электролитические конденсаторы. Их изготовляют из двух скатанных в рулон тонких алюминиевых лент 3 и 5 (рис. 185,б), между которыми проложена бумага 4, пропитанная специальным электролитом (раствор борной кислоты с аммиаком в глицерине).

Алюминиевую ленту 3 покрывают тонкой пленкой окиси алюминия; эта пленка образует диэлектрик, обладающий высокой диэлектрической проницаемостью. Электродами конденсатора служат лента 3, покрытая окисной пленкой, и электролит; вторая лента 5 предназначена лишь для создания электрического контакта с электролитом. Конденсатор помещают в цилиндрический алюминиевый корпус.

При включении электролитического конденсатора в цепь постоянного тока необходимо строго соблюдать полярность его полюсов; электрод, покрытый окисной пленкой, должен быть соединен с положительным полюсом источника тока. При неправильном включении диэлектрик пробивается.

По этой причине электролитические конденсаторы нельзя включать в цепи переменного тока. Их нельзя также использовать в устройствах, работающих при высоких напряжениях, так как окисная пленка имеет сравнительно небольшую электрическую прочность.

В радиотехнических устройствах применяют также конденсаторы переменной емкости (рис. 186).

Рис. 186. Устройство конденсатора переменной емкости

Такой конденсатор состоит из двух групп пластин: неподвижных 2 и подвижных 3, разделенных воздушными промежутками. Подвижные пластины могут перемещаться относительно неподвижных; при повороте оси 1 конденсатора изменяется площадь взаимного перекрытия пластин, а следовательно, и емкость конденсатора.

Способы соединения конденсаторов.

Конденсаторы можно соединять последовательно и параллельно. При последовательном соединении нескольких (например, трех), конденсаторов (рис. 187, а) эквивалентная емкость

1 /C_эк = 1 /C₁ + 1 /C₂ + 1 /C₃

эквивалентное емкостное сопротивление

X_Cэк= X_C1 + X_C2 + X_C3

результирующее емкостное сопротивление

C_эк = C₁ + C₂ + C₃

При параллельном соединении конденсаторов (рис. 187,б) их результирующая емкость

1 /X_Cэк = 1 /X_C1 + 1 /X_C2 + 1 /X_C3

Рис. 187. Последовательное (а) и параллельное (б) соединения конденсаторов

Включение и отключение цепей постоянного тока с конденсатором.

При подключении цепи R-C к источнику постоянного тока и при разряде конденсатора на резистор также возникает переходный процесс с апериодическим изменением тока i и напряжения u_c.

При подключении к источнику постоянного тока цепи R-C выключателем В1 (рис. 188,а) происходит заряд конденсатора. В начальный момент зарядный ток I_нач=U /R. Но по мере накопления зарядов на электродах конденсатора напряжение его и с будет возрастать, а ток уменьшаться (рис. 188,б).

Рис. 188. Схема подключения цепи R-C к источнику постоянного тока (а) и кпивые тока и напряжения при переходном процессе (б) кривые

Если сопротивление R мало, то в начальный момент подключения конденсатора возникает большой екачок тока, значительно превышающий номинальный ток данной цепи. При разряде конденсатора на резистор R (размыкается выключатель В1 на рис. 189, а) напряжение на конденсаторе u_с и ток i постепенно уменьшаются до нуля (рис. 189,б).

Рис. 189. Схема разряда емкости С на резистор R (а) и кривые тока и напряжения при переходном процессе (б)

Скорость изменения тока i и напряжения ис при переходном процессе отделяется постоянной времени

T = RC

Чем больше R и С, тем медленнее происходит заряд конденсатора.

Процессы заряда и разряда конденсатора широко используют в электронике и автоматике. С помощью их получают периодаческие несинусоидальные колебания, называемые релаксационными, и, в частности, пилообразное напряжение, необходимое для работы систем управления тиристорами, осциллографов и других устройств.

Для получения пилообразного напряжения (рис. 190) периодически подключают конденсатор к источнику питания, а затем к разрядному резистору.

Рис. 190. Кривая пилообразного напряжения

Периоды Т₁ и T₂, соответствующие заряду и разряду конденсатора, определяются постоянными времени цепей заряда Т₃ и разряда Т_р, т. е. сопротивлениями резисторов, включенных в эти цепи.

Конденсаторы

: все, что вам нужно знать | ОРЕЛ

Нет, мы здесь не говорим о Grand Theft Auto! Закрывание крышки в мире электроники нехорошо, если вам не нравится видеть, как ваш электролитический конденсатор горит в огне. Конденсаторы играют важную роль в семействе пассивных электронных компонентов, и их можно использовать повсюду.

Помните вспышку в вашей цифровой камере? Конденсаторы делают это возможным. Или возможность переключать канал на телевизоре? Опять конденсаторы.Эти ребята — маленькие батарейки, которые «могут», и вам нужно знать все, что о них известно, прежде чем вы начнете работать над своим первым проектом в области электроники.

Это как бутерброд с мороженым

Для простоты — конденсатор хранит электрический заряд , очень похоже на батарею. Также называемые caps , вы найдете этих парней в приложениях, где требуется накопление энергии, подавление напряжения и даже фильтрация сигналов. А как они выглядят? Ну бутерброд с мороженым!

Что бы вы сделали с баром «Клондайк»? Сравните, конечно, с конденсатором! (Источник изображения)

Подумайте о том восхитительном бутерброде с мороженым, который вам понравился в тот знойный летний день.У вас есть восхитительная корочка с двух сторон и кремовый кусок ванильного мороженого посередине. Эта композиция из двух внешних слоев и одного внутреннего слоя — это то, как выглядит конденсатор. Вот из чего они сделаны:

• Начиная снаружи. Сверху и снизу конденсатора вы найдете набор металлических пластин, также называемых проводниками. Электрический заряд находит эти металлические пластины очень привлекательными.
• Сидит посередине. Посреди этих двух металлических пластин вы найдете изолятор или материал, к которому не притягивается электричество. Этот изолятор обычно называют диэлектриком и может быть изготовлен из бумаги, стекла, резины, пластика и т. Д.
• Соединяем вместе. Две металлические пластины наверху и внизу крышки соединены двумя электрическими клеммами, которые соединяют ее с остальной частью цепи. Один конец конденсатора подключается к источнику питания, а другой — к земле.

Внутренняя структура конденсатора, у нас есть две металлические пластины, внутренний диэлектрик и соединительные клеммы.

Конденсаторы всех форм и размеров

Конденсаторы

бывают разных форм и размеров, каждый из которых определяет, насколько хорошо они могут удерживать заряд. Три наиболее распространенных типа конденсаторов, с которыми вы столкнетесь, включают керамический конденсатор, электролитический конденсатор и суперконденсатор:

Конденсаторы керамические

Это конденсаторы, с которыми вы, вероятно, будете работать в своем первом электронном проекте с использованием макета.В отличие от своих электролитических аналогов, керамические конденсаторы удерживают меньший заряд, но и меньше пропускают ток. Они также оказываются самыми дешевыми конденсаторами из всей группы, так что запасайтесь! Вы можете быстро определить керамический конденсатор со сквозным отверстием, посмотрев на маленькие желтые или красные лампочки с двумя торчащими из них выводами.

Три типа керамических конденсаторов, вы будете использовать их на макетных платах. (Источник изображения)

Конденсаторы электролитические

Эти парни выглядят как маленькие консервные банки, которые вы найдете на печатной плате, и в их крошечном следе могут удерживаться огромные электрические разряды.Это также единственный тип конденсатора, который поляризован, а это означает, что они будут работать только при подключении с определенной ориентацией. На этих электролитических конденсаторах есть положительный вывод, называемый анодом, и отрицательный вывод, называемый катодом. Анод всегда нужно подключать к более высокому напряжению. Если вы подключите его наоборот, когда на катоде будет более высокое напряжение, приготовьтесь к взрыву крышки!

Электролитический конденсатор, обратите внимание на положительный вывод и более длинный (анод) и более короткий отрицательный вывод (катод).(Источник изображения)

Несмотря на то, что электролитические колпачки способны удерживать большое количество электрического заряда, они также хорошо известны тем, что пропускают ток быстрее, чем керамические колпачки. Из-за этого они не лучший выбор, когда вам нужно хранить энергию.

Суперконденсаторы

Supercaps — супергерои семейства конденсаторных, они могут хранить большое количество энергии! К сожалению, суперкапс не очень хорошо справляется с избыточным напряжением, и вы окажетесь без колпачка, если превысите максимальное напряжение, указанное в таблице данных.ПОП!

В отличие от электролитических конденсаторов, вы обнаружите, что суперконденсаторы используются для хранения и разряда энергии, как и батареи. Но в отличие от аккумулятора, суперкапсы высвобождают свой заряд сразу, и вы никогда не получите такой же срок службы, как от обычного аккумулятора.

Посмотрите на этот мощный supercap ! Он имеет огромную емкость 3000F. (Источник изображения)

Обозначения конденсаторов

Идентифицировать конденсатор на вашей первой схеме очень просто, так как они бывают только двух типов: стандартные и поляризованные.Обратите внимание на символ стандартного конденсатора ниже. Вы заметите, что это всего лишь две простые линии с пробелом между ними. Это две металлические пластины, которые вы найдете сверху и снизу физического конденсатора.

Поляризованный конденсатор выглядит немного иначе и имеет дугообразную линию в нижней части, а также положительный вывод наверху. Этот положительный вывод очень важен и указывает, как этот поляризованный конденсатор должен быть подключен. Положительная сторона всегда подключается к источнику питания, а сторона дуги подключается к земле.

Два наиболее распространенных типа конденсаторов, которые вы увидите на схеме для США, стандартные и поляризованные.

Кто изобрел эти вещи?

Хотя многие считают английского химика Майкла Фарадея пионером современного конденсатора, он не был первым, кто его изобрел. То, что сделал Фарадей, было важно — он продемонстрировал первые практические примеры конденсатора и то, как использовать его для хранения электрического заряда в своих экспериментах. И благодаря Фарадею у нас также есть способ измерить заряд, который может удерживать конденсатор, известный как емкость, который измеряется в Фарадах!

Гениальный английский химик Майкл Фарадей, пионер конденсаторов, которые мы используем сегодня.(Источник изображения)

До Майкла Фарадея некоторые записи указывают на то, что покойный немецкий ученый Эвальд Георг фон Клейст изобрел первый конденсатор в 1745 году. Спустя несколько месяцев голландский профессор по имени Питер ван Мушенбрук придумал похожий дизайн, теперь известный как Лейденская банка. Странное время, правда? Однако все это было просто совпадением, и оба ученых в равной степени получили признание за свои первоначальные изобретения конденсатора.

Самый ранний образец конденсатора, лейденская банка.(Источник изображения)

Знаменитый Benjamin Franklin позже стал усовершенствованием конструкции лейденской банки, созданной Musschenbroek. Франклин также смог обнаружить, что использование плоского куска стекла было отличной альтернативой целой банке. Так родился первый плоский конденсатор, получивший название площади Франклина.

Крышки в действии — как они работают

Давайте подробно рассмотрим, как работают эти мощные конденсаторы, на практическом примере. Вы ведь раньше пользовались цифровым фотоаппаратом? Тогда вы знаете, что есть несколько коротких моментов между нажатием кнопки, чтобы сделать снимок, и моментом срабатывания вспышки.

Что здесь происходит? К вспышке прикреплен конденсатор, который заряжается после того, как вы нажмете кнопку, чтобы сделать снимок. Как только этот конденсатор полностью заряжается аккумулятором камеры, вся эта энергия взрывается наружу в ослепительной вспышке света!

Обратите внимание, конденсатор, который делает возможной вспышку в этой камере. (Источник изображения)

Так как же все это произошло? Заглянем изнутри в загадочный мир конденсатора:

1. Начинается с зарядки. Электрический ток от источника питания сначала течет в конденсатор и застревает на первой пластине. Почему застревает? Потому что есть изолятор, который не пропускает отрицательно заряженную электронику.
2. Накопление сборов. По мере того, как все больше и больше электронов прилипают к этой первой пластине, она становится отрицательно заряженной и в конечном итоге отталкивает все лишние электроны, с которыми она не может справиться, к другой пластине. Затем эта вторая пластина становится положительно заряженной.
3. Заряд сохраняется. По мере того, как две пластины конденсатора продолжают заряжаться, отрицательные и положительные электроны отчаянно пытаются соединиться, но этот надоедливый изолятор в середине не позволяет им, создавая электрическое поле. Вот почему колпачок продолжает удерживать и накапливать заряд, потому что существует бесконечный источник напряжения между отрицательной и положительной сторонами двух пластин, которые не разрешены.
4. Заряд высвобождается. Рано или поздно две пластины в нашем конденсаторе не смогут удерживать заряд, так как они на пределе емкости.Но что происходит сейчас? Если в вашей цепи есть путь для электрического заряда, протекающего в другом месте, то все электроны в вашей крышке будут разрядиться, и , наконец, прекратят свое напряжение, поскольку они будут искать другой путь друг к другу.

Измерение заряда

Как можно измерить, сколько заряда хранится в конденсаторе? Каждый колпачок рассчитан на определенную емкость. Он измеряется в фарадах по английскому химику Майклу Фарадею. Поскольку в одном фараде содержится тонна электрического заряда, вы обычно видите конденсаторы, измеряемые в пикофарадах или микрофарадах.Вот полезная диаграмма, которая показывает, как разбиваются эти измерения:

Имя	Аббревиатура	Фарады
Пикофарад	пФ	0,000000000001 Факс
Нанофарад	нФ	0,000000001 Факс
Микрофарад	мкФ	0,000001 Ф
Милифарад	мФ	0.001 F
Килофарад	кФ	1000 F

Теперь, чтобы выяснить, сколько заряда в настоящее время хранит конденсатор, вам понадобится это уравнение:

В этом уравнении общий заряд представлен как (Q) , и соотношение этого заряда можно найти, умножив емкость конденсатора ( C ) на приложенное к нему напряжение ( В ). Следует отметить, что емкость конденсатора напрямую зависит от его напряжения.Таким образом, чем больше вы увеличиваете или уменьшаете источник напряжения в цепи, тем больший или меньший заряд будет у вашего конденсатора.

Емкость в параллельных и последовательных цепях

Когда вы размещаете конденсаторы в цепи параллельно, вы можете определить общую емкость, сложив все отдельные емкости вместе.

Получить общую емкость в параллельной цепи так же просто, как 1 + 1, просто сложите их все вместе! (Источник изображения)

При последовательном размещении конденсаторов общая емкость вашей цепи является обратной величиной всех ваших суммированных емкостей.Вот краткий пример. Если у вас есть два конденсатора по 10 Ф, соединенные последовательно, то они будут давать общую емкость 5 Ф.

Получить общую емкость в последовательной цепи немного сложнее. Емкость уменьшается вдвое. (Источник изображения)

Начало работы

Теперь, когда у нас есть твердое представление о том, что такое конденсаторы, как они работают и как измеряются, давайте рассмотрим три распространенных приложения, в которых используются конденсаторы. Сюда входят такие приложения, как разделительные конденсаторы, накопители энергии и емкостные сенсорные датчики.

Конденсатор развязки

В наши дни вам будет сложно найти схему, в которой нет интегральной схемы или ИС. В этих типах схем конденсаторы должны выполнять критически важную работу, удаляя весь высокочастотный шум, обнаруживаемый в сигналах источника питания, которые питают ИС.

Почему это необходимая работа для нашего конденсатора? Любые колебания напряжения могут быть фатальными для ИС и даже могут привести к неожиданному отключению питания микросхемы. Помещая конденсаторы между ИС и источником питания, они успокаивают колебания напряжения, а также действуют как второй источник питания, если первичная мощность падает до уровня, достаточного для выключения ИС.

Разделительный конденсатор для контроля колебаний напряжения.

Накопитель энергии

Конденсаторы

имеют много общих характеристик с батареями, включая их способность накапливать энергию. Однако, в отличие от батареи, конденсаторы не выдерживают такой большой мощности. Но хотя они и не успевают по количеству, они стараются разрядиться как можно быстрее! Конденсаторы могут поставлять энергию намного быстрее, чем аккумулятор, что делает их идеальными для питания вспышки в камере, настройки радиостанции или переключения каналов на телевизоре.

Емкостные сенсорные датчики

Одно из последних достижений в области применения конденсаторов связано с бурным ростом технологий сенсорных экранов. Стеклянные экраны, из которых состоят эти сенсорные датчики, имеют очень тонкое прозрачное металлическое покрытие. Когда ваш палец касается экрана, это вызывает падение напряжения, определяющее точное местоположение вашего пальца!

Емкостные сенсорные датчики в действии с защитной накладкой и печатной платой. (Источник изображения)

Практика — выбор конденсатора

Давайте перейдем к сфере практичности и поговорим о том, на что обращать внимание при выборе следующего конденсатора.Необходимо учитывать пять переменных, в том числе:

• Размер — сюда входит как физический размер вашего конденсатора, так и его общая емкость. Не удивляйтесь, если выбранный вами конденсатор будет самой большой частью вашей печатной платы, так как чем больше вам потребуется емкости, тем больше они станут.
• Допуск — Конденсаторы, как и их аналоги с резисторами, имеют переменный допуск. Вы найдете допуск для конденсаторов от ± 1% до ± 20% от заявленного значения.
• Максимальное напряжение — Каждый конденсатор имеет максимальное напряжение, с которым он может работать. В противном случае он взорвется! Вы найдете максимальное напряжение от 1,5 до 100 В.
• Эквивалентное последовательное сопротивление (ESR) — Как и любой другой физический материал, выводы конденсатора имеют очень маленькое сопротивление. Это может стать проблемой, если вам нужно помнить о потерях тепла и энергии.
• Leakage Current — В отличие от наших батарей, в конденсаторах происходит утечка накопленного заряда.И пока он истощается медленно, вам стоит обратить внимание на то, насколько сильно протекает ваш конденсатор, если его основная функция — накопление энергии.

Все заряжены

Итак, все, что вам нужно знать о конденсаторах, чтобы полностью зарядиться для вашего следующего электронного проекта! Конденсаторы — это очаровательная небольшая группа, способная накапливать электрический заряд для множества применений, и они даже могут выступать в качестве вторичного источника питания для этих чувствительных интегральных схем.При работе с конденсаторами внимательно следите за максимально возможным напряжением. В противном случае вы получите несколько взрывающихся крышек, как вы увидите на видео:

Знаете ли вы, что Autodesk EAGLE бесплатно включает тонну библиотек конденсаторов? Начните со своего следующего проекта в области электроники и забудьте о создании собственных деталей! Попробуйте Autodesk EAGLE бесплатно сегодня.

Подключения и состав конденсаторных батарей низкого / среднего / высокого напряжения

Компенсационные конденсаторы

Компенсационные конденсаторы устанавливаются во многих местах электроустановок.Их можно найти в системах передачи и распределения высокого напряжения, на трансформаторных подстанциях, а также на различных уровнях в установках низкого напряжения. Поэтому конденсаторы должны изготавливаться в соответствии с самыми разными техническими характеристиками для мощности от нескольких квар до нескольких Мвар.

Подключения и состав конденсаторных батарей низкого / среднего / высокого напряжения

Установка конденсаторов в электрические системы выполняет несколько функций. Хотя наиболее известной является компенсация коэффициента мощности, они также улучшают регулировку напряжения линий передачи за счет уменьшения падения напряжения и увеличения емкостной составляющей в линиях, которые по своей природе являются индуктивными.

Конденсаторные батареи состоят из конденсаторных блоков, подключенных, защищенных и соединенных вместе в соответствии с различными режимами подключения, соответствующими каждому типу использования. У каждого из этих режимов есть свои преимущества и недостатки.

Следует также отметить, что многочисленные системы обнаружения (реле тока или напряжения, контроллеры и т. Д.) Используются с конденсаторными батареями для обнаружения (порог срабатывания сигнализации) и устранения опасных ситуаций, которые могут возникнуть, например, небаланс, каскадное повреждение и т. Д. .

Содержание:

1. Соединения конденсаторных батарей
   1. Соединение треугольником
   2. Соединение звездой, нейтраль не подключена
   3. Соединение двойной звездой, нейтраль не подключена
   4. Соединение звездой и двойной звездой, заземление нейтрали
   5. Соединение H
2. Внутренние неисправности в конденсаторных батареях
   1. Защита с помощью устройства контроля давления
   2. Защита с помощью внутренних предохранителей
   3. «Пленочные» высоковольтные конденсаторы
3. Состав низковольтных конденсаторных батарей
   1. Фиксированные конденсаторные батареи
   2. Ступенчатые конденсаторные батареи с автоматическое регулирование
   3. Конденсаторные батареи с раздельным управлением
   4. Условные правила выбора технологии конденсаторных батарей

1.Подключение конденсаторных батарей

1.1 Соединение треугольником

Это наиболее часто используемый режим подключения конденсаторных батарей с напряжением ниже 12 кВ . Эта конфигурация, которая используется, в частности, в распределительных установках, обеспечивает максимальную реактивную мощность при минимальных размерах. Компенсация уравновешивается «естественным образом», если есть дисбаланс тока или фазовый сдвиг одной фазы относительно другой (наличие мощных однофазных приемников).

Однако у этого режима подключения есть ограничение. Он не позволяет фильтровать составляющие нулевой последовательности (гармоники 3-го порядка и их кратные).

Конденсаторы должны быть изолированы на полное напряжение (соединение между фазами), и в случае пробоя последствием является высокий ток короткого замыкания, поскольку он является результатом межфазного короткого замыкания.

Рисунок 1 — Соединение конденсаторной батареи треугольником

Вернуться к таблице содержания ↑

1.2 Соединение звездой, нейтраль не подключена

Соединение звездой имеет ряд технических преимуществ по сравнению с соединением треугольником, но менее выгодно с экономической точки зрения . Помимо прочего, он может блокировать токи нулевой последовательности. Поскольку на конденсаторы действует напряжение между фазой и нейтралью, их значение необходимо умножить на 3, чтобы получить ту же реактивную мощность, что и при соединении треугольником.

Их изоляционное напряжение, тем не менее, должно быть обеспечено для межфазного напряжения, чтобы избежать пробоя одной ветви, вызывающей поломку другой ветви.

Это главный недостаток этой схемы , где потеря конденсаторных элементов не может быть обнаружена, что приводит к дисбалансу нагрузки и отсутствию компенсации . По этой причине предпочтительнее соединение двойной звездой.

Рисунок 2 — Соединение звездой, нейтраль не подключена, конденсаторная батарея

Вернуться к таблице содержания ↑

1.3 Двойное соединение звездой, нейтраль не подключена

Этот тип подключения подходит для всех мощностей и всех напряжений конденсаторов.Он сохраняет преимущества соединения звездой и добавляет режим защиты, позволяющий обнаруживать внутренние неисправности.

Помимо увеличения емкости батареи, он также позволяет использовать конденсаторы с изоляцией только для межфазного напряжения .

Устройство защиты от дисбаланса (трансформатор и реле тока) непрерывно контролирует ток небаланса между двумя нейтральными точками и при необходимости запускает отключение батареи.

Рисунок 3 — Двойное соединение звездой, нейтраль не подключена. Конденсаторная батарея.

Высоковольтные конденсаторные батареи состоят из элементарных конденсаторов, обычно соединенных в несколько последовательно-параллельных групп, что обеспечивает требуемые электрические характеристики устройства.

Номинальное напряжение изоляции батареи зависит от количества последовательно соединенных групп , а мощность зависит от количества элементарных конденсаторов, включенных параллельно в каждой группе .

Вернуться к таблице содержания ↑

1.4 Соединения звездой и двойной звездой, заземленная нейтраль

Соединения с заземленной нейтралью обеспечивают лучшую защиту от переходных перенапряжений (молнии) и от электромагнитных помех в целом.Тем не менее, резонансы и токи нулевой последовательности могут возникать, если есть неисправность в результате внутреннего пробоя или потери фазы питания.

Эти конфигурации требуют защиты от перенапряжений и дисбаланса.

Рисунок 4 — Соединение звездой, конденсаторная батарея с заземлением нейтралью
Рисунок 5 — Соединение двойной звездой, конденсаторная батарея с заземлением нейтрали

Вернуться к таблице содержания ↑

Соединение 1,5 H

Соединение

H можно использовать для однофазного подключения треугольником или звездой или трехфазные подключения.На схеме ниже представлена ​​ветвь между двумя фазами или между фазой и нейтралью .

Этот тип подключения предназначен для высоковольтных конденсаторных батарей большой мощности. Для трехфазных конденсаторных батарей небаланс отслеживается на каждой фазе. Он обеспечивает более высокую чувствительность измерения дисбаланса тока.

Рисунок 6 — Н-соединение конденсаторной батареи

Вернуться к таблице содержания ↑

2. Внутренние неисправности в конденсаторных батареях

2.1 Защита с помощью устройства контроля давления

В дополнение к предохранителям или вместо предохранителей и в зависимости от требуемых В условиях защиты конденсаторы также можно защитить с помощью реле давления, которое обнаруживает повышенное давление в корпусе, возникающее при пробое элементарных емкостей.

Контакт возвращает измеренное состояние, чтобы вызвать отключение устройства защиты.

Рисунок 7 — Поперечное сечение конденсаторной батареи, показывающее расположение реле давления (кредит: avnet.com)

Вернуться к таблице содержания ↑

2.2 Защита с помощью внутренних предохранителей

Когда внутренняя неисправность затрагивает один или несколько элементарных конденсаторов , важно обнаружить эту неисправность и устранить ее как можно быстрее, чтобы избежать лавинообразного обрушения банка. В случае неисправности элементарного конденсатора соответствующий внутренний предохранитель устраняет неисправный элемент.

Учитывая большое количество элементарных конденсаторов, из которых состоит устройство, результирующая потеря мощности незначительна (менее 2%).

Срабатывание внутреннего предохранителя может быть вызвано перенапряжением или перегрузкой по току, исходящей извне , которая превышает пределы, установленные для продукта, или в случае нарушения внутренней изоляции.

Используется с предохранителями, защита, основанная на поддержании симметрии (см. Рисунок 8), позволяет обнаруживать небаланс, соответствующий количеству неисправных конденсаторов.Порог регулировки, точно определенный производителем, устанавливает максимальные рабочие условия с целью обеспечения максимальной надежности и непрерывности.

Рисунок 8 — Внутренний вид «полностью пленочного» высоковольтного конденсатора с внутренними предохранителями

Где:

1. Разрядный резистор
2. Внутренний предохранитель
3. Элементарная емкость

Вернуться к таблице содержания ↑

2.3 «Вся пленка Конденсаторы высокого напряжения

Каждая элементарная емкость образована двумя алюминиевыми фольгами, образующими якорь, изолированными полипропиленовой пленкой с высоким диэлектрическим качеством .

После сушки, обработки и пропитки под вакуумом нехлорированным, нетоксичным, биоразлагаемым жидким диэлектриком все соединенные между собой элементы помещаются в корпус из нержавеющей стали с фарфоровыми клеммами или изолированными вводами наверху, для подключение устройства.

Рисунок 9 — Состав «полностью пленочного» высоковольтного конденсатора

Эта технология «полностью пленочного» конденсатора имеет высочайшие качественные характеристики: отличное сопротивление электрическим полям, очень низкие омические потери, ограничивающие повышение температуры, гораздо более длительный срок службы, чем в предыдущих технологиях с использованием бумаги, и отличная устойчивость к кратковременным перегрузкам по току и перенапряжениям.

В случае полипропиленовой пленки жидкий диэлектрик, который имеет исключительно высокую химическую стабильность, высокую способность абсорбировать газ и высокую способность гасить частичный разряд (температура вспышки приблизительно 150 ° C), обеспечивает полную изоляцию между электродами.

Таблица 1 — Технические характеристики

Средний коэффициент потерь	при включении питания:	0,15 Вт / квар
	после 500 часов работы:	0.10 Вт / квар
Среднее изменение емкости в зависимости от температуры		2 × 10 -4 ° C
Рабочая частота	Стандарт:	50 Гц
	По запросу :	60 Гц
Допустимые перегрузки	Постоянно:	1,3 In
Допустимые перенапряжения	12 ч / 24 ч:	1,1 Un
		30 мин .15 Un
	5 мин / 24 ч:	1,2 Un
	1 мин / 24 ч:	1,3 Un

Вернуться к таблице содержимого ↑

3. Состав низковольтного конденсатора батареи

Различают батареи конденсаторов фиксированной емкости и «ступенчатые» (или автоматические) батареи конденсаторов , которые имеют систему регулировки, которая адаптирует компенсацию к изменениям в потреблении энергии установки.

3.1 Батареи конденсаторов постоянной мощности

При постоянной мощности они подходят для индивидуальной компенсации на клеммах приемников (двигатели, трансформаторы и т. Д.) Или, в более общем смысле, для установок, где нагрузка постоянна и очень мало колеблется.

Рисунок 10 — Фиксированные конденсаторные батареи

Вернуться к таблице содержания ↑

3.2 Ступенчатые конденсаторные батареи с автоматическим регулированием

Этот тип устройства позволяет адаптировать подаваемую реактивную мощность к изменениям потребления, таким образом, поддерживает компенсацию на своем уровне. оптимальное значение .Он используется в ситуациях, когда потребляемая реактивная мощность значительно варьируется и высока по сравнению с мощностью трансформатора. Такие ситуации встречаются на клеммах главных распределительных щитов низкого напряжения или в начале отходящих линий большой мощности.

Ступенчатые конденсаторные батареи состоят из комбинации ступеней, включенных параллельно . Ступенька состоит из конденсатора (или комбинации конденсаторов) и контактора.

Включение и выключение всей или части конденсаторной батареи контролируется встроенным контроллером коэффициента мощности.

Рисунок 11 — Ступенчатые конденсаторные батареи с автоматическим регулированием

Таким образом, конденсаторы активируются только после запуска двигателя. Точно так же они могут быть отключены до выключения двигателя.

Достоинством этой системы является способность полностью компенсировать реактивную мощность двигателя при полной нагрузке . Дополнительный демпфирующий реактор должен быть предусмотрен, если несколько конденсаторных батарей этого типа установлены в одной системе.

Рисунок 12 — Конденсаторные батареи с раздельным управлением

Вернуться к таблице содержимого ↑

3.3 Конденсаторные батареи с раздельным управлением

Во избежание перенапряжений может потребоваться отдельная коммутация конденсаторной батареи из-за самовозбуждения или при запуске двигателя с использованием специального устройства:

• Реостат,
• Изменение муфты,
• Реакторы,
• Автотрансформатор,
• и т. Д.

Вернуться к таблице содержимого ↑

3.4 Обычное правило выбора технологии конденсаторной батареи

Фиксированная компенсация имеет риск чрезмерной компенсации, что увеличивает эксплуатационные напряжение ненормально.Автоматическая компенсация позволяет избежать постоянных перенапряжений, возникающих из-за чрезмерной компенсации, когда система имеет очень низкую нагрузку, таким образом поддерживается стабильное рабочее напряжение, избегая дополнительных затрат на выставляемую реактивную энергию.

Если мощность конденсаторов (в квар) меньше 15% мощности трансформатора (в кВА), выбор батареи фиксированных конденсаторов определенно обеспечит наилучший компромисс между стоимостью и экономией .

Если мощность конденсаторов (в квар) превышает 15% мощности трансформатора, следует выбрать ступенчатую батарею конденсаторов с автоматическим регулированием .

Вернуться к таблице содержания ↑

Источник: Электроэнергия Legrand

Установка конденсатора автомобильной аудиосистемы

Часто возникает путаница в том, как подключить автомобильный аудиоконденсатор. (он же силовой конденсатор или конденсатор жесткости). Есть два терминала на автомобильном аудиоконденсаторе. Положительный и отрицательный. Отрицательный терминал подключен к земле.Положительный вывод подключается «в линию». с автомобильным усилителем звука клемма +12 вольт. См. Диаграмму ниже. ПРИМЕЧАНИЕ. Если у вас есть третий терминал меньшего размера, вероятно, это дистанционное включение цифрового дисплея.

Обратите внимание, что обе клеммы не подключаются к проводу питания +12 В. Это приведет к отключению питания вашего усилителя. Силовой конденсатор действует как небольшая батарея (накопитель энергии), поэтому он подключается, как показано на схеме.Обратной стороной этого типа подключения является то, что вы не знаете, выйдет ли из строя силовой конденсатор, поскольку усилитель будет продолжать работать с работающим силовым конденсатором или без него.

В идеале силовой конденсатор должен быть как можно ближе к усилителю. В пределах пары футов приемлемо. Это сводит к минимуму любые потери в кабеле. Чтобы узнать больше о том, как работают автомобильные аудиоконденсаторы, щелкните здесь.

Вот как подключить два конденсатора в систему.На схеме оба конденсатора имеют клеммы заземления, соединенные вместе, но вы также можете заземлить их независимо. Вы даже можете изготовить или купить шины, которые представляют собой цельные металлические части, которые соединяют конденсаторы как физически, так и электрически. Эти шины, как правило, изготовлены из чистого металла, поэтому при неправильной установке они могут быть опасны. Соблюдайте осторожность, если выбираете этот маршрут.

ВНИМАНИЕ: Силовые конденсаторы хранятся большое количество энергии и они заряжаются очень быстро.Вы должны сначала «зарядите» свой силовой конденсатор перед подключением это напрямую на +12 вольт. Это делается с помощью резистора и вольтметр. Точное значение резистора не критично, но я бы держите его в диапазоне 500–1 кОм. Это увеличит время зарядки, и вы можете использовать значения, составляющие 1/10 от того, что вам больше нравится (50-100 Ом). Я бы порекомендовал приобрести резистор на 1 ватт если возможно (в вашем конденсаторе может быть резистор для зарядки). Резистор меньшей мощности нагревается слишком быстро.Также не держите резистор голой рукой. Ток, протекающий через резистор вызовет нагрев резистора, что может привести к ожогам. Хорошее место Вставить резистор стоит в держателе предохранителя основного провода питания (тот, что установлен рядом с аккумулятором). Просто замените резистор для предохранителя. Схема установки заряда конденсатора показано ниже. Вам нужно будет поместить вольтметр на конденсатор. следить за напряжением. Как только вольтметр покажет 12 вольт (или близко к нему), вы можете удалить вольтметр и замените резистор силовым предохранителем.В качестве альтернативы вы можете измерить напряжение на зарядном резисторе. Он должен начинаться с 12 вольт и медленно снижаться до 0 вольт. Когда напряжение перестанет меняться, вы полностью зарядите конденсатор.

Другой метод зарядки заключается в использовании испытательной лампы старого образца вместо резистора. Подключение аналогично (зажим «крокодил» с одной стороны, зонд — с другой), но вам не нужен вольтметр для контроля напряжения. Когда лампочка гаснет, конденсатор заряжается (потому что напряжение на лампе упало с 12 вольт до 0 вольт).

---

Справочный DVD-каталог по автомобильной аудиосистеме включает пять различных видеороликов, охватывающих многие области установки автомобильной аудиосистемы и изготовления на заказ. Темы варьируются от базовой установки системы (головные устройства, усилители, динамики и т. Д.) И мобильной безопасности (автомобильная сигнализация и дистанционный запуск) до конструкции корпуса сабвуфера и изготовления стекловолокна. Если вас интересуют изготовление на заказ и установка автомобильной аудиосистемы, обязательно ознакомьтесь с нашими предложениями. Щелкните здесь, чтобы увидеть пакеты DVD со скидкой Далее Страница —> Руководства по установке автосигнализации

Как заменить конденсатор в потолочном вентиляторе? 3 способа

Как установить и подключить конденсатор в потолочный вентилятор?

Если вы когда-либо сталкивались с проблемой с потолочным вентилятором, такой как гудение, низкая скорость, не работает вентилятор или вентилятор работает, но вентилятор остановлен даже при правильном источнике питания, тогда вы подходящий форум. из наиболее частых причин — неисправный или перегоревший конденсатор вместо неисправных внутренних обмоток, отказ источника питания или заклинивание подшипников.Вы можете проверить и протестировать конденсатор 6 методами, если он неисправен или находится в хорошем состоянии.

Попросту говоря, в потолочном вентиляторе есть однофазный (асинхронный двигатель с разделенной фазой), где нам нужен пусковой конденсатор, чтобы разделить фазовый угол между пусковой и рабочей обмотками для создания магнитного поля. Конденсатор просто делает это, поскольку он обеспечивает сдвиг опережающей фазы на 90 ° (поскольку через начальную обмотку течет некоторый ток). Таким образом, напряжение на пусковой и бегущей обмотках имеет разность фаз, которая обеспечивает вращающееся магнитное поле, приводящее к вращению ротора двигателя.

Как упомянуто выше и показано на рисунке ниже, в двигателе потолочного вентилятора есть две обмотки, которые известны как основная (рабочая) и вспомогательная (пусковая) обмотки. Нам нужно подключить конденсатор к пусковой обмотке (вспомогательной) последовательно. Нейтраль должна быть соединена с нейтралью. Не забудьте подключить заземляющий провод к правильному заземлению.

Примечание: Цвета проводки в этом руководстве предназначены только для иллюстрации и пояснения i.е. эти цвета, используемые в данном руководстве, предназначены только для ознакомления и не обязательно отражают региональные различия. См. Нижние примечания для цветовых кодов проводки в США и ЕС (NEC и IEC). Кроме того, некоторые производители могут использовать провода разных цветов, при этом следуйте региональной цветовой кодировке или обратитесь к руководству пользователя, чтобы получить четкое объяснение. Если вы все еще не уверены, обратитесь к лицензированному электрику для правильной установки.

Заявление об ограничении ответственности: Эти диаграммы должны использоваться только в качестве руководства. Ответственность за использование этого руководства несет установщик.Компания Electric Technology и автор этого руководства не несут ответственности за травмы, убытки или ущерб, возникшие в результате использования этого руководства. Для правильной установки вы можете обратиться к лицензированному электрику. Внимательно прочтите меры предосторожности в конце этого руководства.

Теперь, если у нас неисправный конденсатор, мы можем заменить его тремя разными способами, как показано ниже.

• Замена вышедшего из строя конденсатора в потолочном вентиляторе.
• Подключение пускового конденсатора к потолочному вентилятору.
• Подключение конденсатора 3-в-1 с потолочным вентилятором, переключателем реверса и натяжной цепью.

Связанное сообщение: Как определить размер и количество потолочных вентиляторов в комнате?

Замена неисправного конденсатора в потолочном вентиляторе

Предположим, что простой вентилятор без осветительного комплекта необходимо заменить новым рабочим конденсатором того же номинала, следуйте инструкциям ниже:

• Прежде всего, выключите выключите главный автоматический выключатель в домашнем распределительном щите, чтобы отключить электропитание.
• Теперь удалите неисправный конденсатор, отрезав точные провода, подключенные к неисправному конденсатору.
• Замените конденсатор новым, подключив красный провод (под напряжением) (от потолочного вентилятора) к первой клемме конденсатора и подключив синий провод ко второй клемме конденсатора.
• Подключите красный и синий провод, наденьте гайку для провода и электрический ответвитель и вставьте его в разъем для проводов, как показано на рисунке ниже.
• Подключите черный (нейтральный) провод от потолочного вентилятора ко второму разъему соединителя проводов.
• Теперь подключите фазу и нейтраль к источнику питания. Включите главный автоматический выключатель, чтобы проверить потолочный вентилятор.

Полезно знать: Не подключайте конденсатор к нейтральному проводу, т.е. подключайте конденсатор только красный и черный (или синий и черный, в зависимости от производителя и руководства пользователя), в противном случае, вместо анти-часов В правильном направлении вентилятор начнет вращаться в обратном направлении, то есть в обратном направлении (по часовой стрелке).

Связанное сообщение:

Подключение пускового конденсатора к потолочному вентилятору

Если у вас возникла проблема с пусковым конденсатором потолочного вентилятора, выполните следующие действия, чтобы установить и подключить новый конденсатор.

• Отключите основное питание, отключив автоматический выключатель в DB.
• Снимите перегоревший / неисправный конденсатор с вентилятора, отрезав соответствующие провода.
• Подключите красный провод к первой клемме нового конденсатора, а вторая клемма должна быть соединена с синим проводом с гайкой для проводов (не забудьте также использовать электрический кран) и подключите к первому слоту соединителя проводов, как показано на рис.
• Теперь подключите красный (под напряжением) провод от соединителя к регулятору скорости вращения вентилятора или диммерному переключателю вентилятора и к SPST (однополюсному однопроходному или одностороннему переключателю) последовательно.
• Подключите провод заземления и нейтраль от вентилятора к заземляющему и нейтральному проводу от главного распределительного щита.
• Включите главный выключатель, чтобы проверить, работает ли вентилятор должным образом.

Связанные сообщения:

Подключение 3-в-1 Потолочный вентилятор Конденсатор с обратным переключателем и тяговой цепью

Этот метод немного сложен из-за разных проводов в 3-дюймовых -1, и необходимо соблюдать цветовую кодировку проводки, используемую на схеме подключения (цветовые коды проводки NEC и IEC приведены ниже).Чтобы заменить и заменить конденсатор «три в одном» на потолочный вентилятор со встроенным комплектом освещения и переключателем реверса, следуйте приведенным ниже инструкциям.

• Прежде всего, выключите главный выключатель в бытовой электросети, чтобы отключить основное питание.
• Подключите зелено-желтый провод заземления к бытовой системе заземления.
• Теперь удалите ранее установленный конденсатор в потолочном вентиляторе, отрезав красный и серый провода.
• Сделайте то же самое для выключателя с тяговой цепью, т.е.отсоедините (серый, коричневый, пурпурный и черный) провода от конденсатора к переключателю тяговой цепи и переключателю реверса потолочного вентилятора.
• Теперь подключите новый конденсатор 3-в-1, подключив серый провод к слоту 1 в переключателе тянущей цепи, второй серый провод от конденсатора к среднему выводу переключателя реверса.
• Подсоедините коричневый и фиолетовый провод к гнездам 2 и 3 соответственно в переключателе тянущей цепи.
• Подсоедините оранжевый и розовый провода от вентилятора к гнездам переключателя заднего хода 1 и 3, как показано на рис.
• Подключите белый провод в качестве нейтрали от основной платы к вентилятору, среднему разъему переключателя заднего хода и световому комплекту.
• Подсоедините черный провод под напряжением (фаза или линия) к L пазу переключателя тяговой цепи. Дополнительное соединение через гайку провода к синему проводу от вентилятора к встроенному световому комплекту, как показано на рис.
• Теперь включите главный распределительный щит, чтобы проверить потолочный вентилятор с помощью переключателя реверса (который используется для изменения направления вращения вентилятора), потяните цепной переключатель для различных скоростей и управления ВКЛ / ВЫКЛ.

Связанное сообщение: Как управлять одной лампой с двух или трех мест?

Цветовые коды проводки NEC и IEC:

Мы использовали Red для Live или Phase , Black для Neutral и Green / Yellow для заземляющего провода. Вы можете использовать коды конкретных регионов, например I EC — Международная электротехническая комиссия (Великобритания, ЕС и т. Д.) Или NEC (Национальный электротехнический кодекс [США и Канада], где:

NEC:

Однофазный 120 В AC:

• Черный = Фаза или Линия
• Белый = Нейтраль
• Зеленый / Желтый = Заземляющий провод

IEC:

Однофазный 230 В переменного тока:

• Коричневый = Фаза или Линия
• Синий = Нейтраль
• Зеленый = Заземляющий провод

Соответствующий пост: Как подключить автоматический и ручной переключатель / переключатель (1 и 3 фазы)

Общие меры безопасности 9 0047

• Электричество — наш враг, если вы дадите ему шанс убить вас, Помните, они никогда не упустят его.Пожалуйста, прочтите все меры предосторожности и инструкции при выполнении этого руководства на практике.
• Отключите источник питания перед обслуживанием, ремонтом или установкой электрооборудования.
• Используйте кабель подходящего размера с помощью этого простого метода расчета (Как определить подходящий размер кабеля для электромонтажа).
• Никогда не пытайтесь работать с электричеством без надлежащего руководства и ухода.
• Работать с электричеством только в присутствии лиц, имеющих хорошие знания и практическую работу и опыт, умеющих обращаться с электричеством.
• Прочтите все инструкции и предупреждения и строго следуйте им.
• Самостоятельное выполнение электромонтажных работ опасно, а в некоторых регионах является незаконным. Прежде чем вносить какие-либо изменения в подключение электропроводки, обратитесь к лицензированному электрику или в энергоснабжающую компанию.
• Автор не несет ответственности за какие-либо убытки, травмы или повреждения в результате отображения или использования этой информации, или если вы попробуете какую-либо схему в неправильном формате. Поэтому, пожалуйста! Будьте осторожны, потому что все дело в электричестве, а электричество слишком опасно.

В приведенном выше руководстве по замене конденсатора потолочного вентилятора мы показали три метода замены неисправного конденсатора потолочного вентилятора и добавим дополнительные руководства по подключению в будущем. Если вы знаете конкретный способ сделать это, сообщите нам об этом в поле для комментариев ниже.

Похожие сообщения:

Однофазные двигатели переменного тока (часть 2)

---

---

(продолжение части 1)

ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАПРАВЛЕНИЯ ВРАЩЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕЙ РАЗДЕЛЕННОЙ ФАЗЫ

==

FGR.26 Определение направления вращения для двигателя с расщепленной фазой.

==

FGR. 27 А конденсаторный двигатель с конденсаторным запуском.

==

FGR. 28 Конденсаторный пуск Конденсаторный двигатель с дополнительным пуском конденсатор.

==

FGR. 29 Потенциальные пусковые реле.

==

FGR. 30 Подключение реле потенциала.

==

Направление вращения однофазного двигателя в целом можно определить когда мотор подключен.

Направление вращения определяется обращением к задней или задней части мотор. FGR. 26 показана схема подключения для вращения. Если по часовой стрелке вращение желательно, T5 должен быть соединен с T1. Если вращение против часовой стрелки желательно, T8 (или T6) должен быть подключен к T1. Эта схема подключения Предполагается, что двигатель содержит два набора рабочих и два набора пусковых обмоток. Тип используемого двигателя будет определять фактическое подключение.

Например, FGR.24 показано подключение двигателя с двумя рабочими обмотками. и только одна пусковая намотка. Если бы этот двигатель был подключен по часовой стрелке вращения, клемма T5 должна быть подключена к T1, а клемма T8 должен быть подключен к T2 и T3. Если вращение против часовой стрелки желательно, клемма T8 должна быть подключена к T1, а клемма T5 должен быть подключен к T2 и T3.

КОНДЕНСАТОРНО-ПУСКОВЫЕ МОТОРЫ КОНДЕНСАТОРА

Хотя двигатель с конденсаторным пуском работает от конденсатора, это двигатель с расщепленной фазой, он работает по другому принципу, чем индукционный пуск с сопротивлением. двигатель или асинхронный двигатель с конденсаторным пуском.Конденсатор-пуск, конденсатор-бег двигатель сконструирован таким образом, что его пусковая обмотка остается под напряжением всегда. Конденсатор включен последовательно с обмоткой для обеспечения непрерывный ведущий ток в пусковой обмотке (FGR.27). Поскольку пусковая обмотка все время находится под напряжением, центробежный переключатель не необходимо для отключения пусковой обмотки при приближении двигателя к полной скорости.

Конденсатор, используемый в этом типе двигателя, обычно заполнен маслом. типа, так как он предназначен для постоянного использования.Исключение из этого общего Правило — это небольшие двигатели с дробной мощностью, используемые в реверсивном потолке поклонники. Эти вентиляторы имеют низкое потребление тока и используют электролитический конденсатор переменного тока. чтобы сэкономить место.

Конденсаторный двигатель с конденсаторным пуском на самом деле работает по принципу вращающегося магнитного поля в статоре. Поскольку и запускающие, и пусковые обмотки остаются под напряжением все время, магнитное поле статора продолжает вращаться и двигатель работает как двухфазный двигатель.У этого мотора отличный запуск и рабочий крутящий момент. Он тих в работе и имеет высокий КПД. Поскольку конденсатор все время остается подключенным к цепи, коэффициент мощности двигателя близок к единице.

Хотя конденсаторный двигатель с конденсаторным пуском не требует центробежного выключатель для отключения конденсатора от пусковой обмотки, некоторые двигатели используйте второй конденсатор во время пускового периода, чтобы улучшить пуск крутящий момент (FGR.28).

Хороший пример этого можно найти на компрессоре системы кондиционирования. Блок кондиционирования предназначен для работы от однофазной сети. Если двигатель не герметичен, для отключения используется центробежный выключатель пусковой конденсатор из цепи, когда двигатель достигает примерно 75% номинальной скорости. Однако для герметичных двигателей необходимо использовать некоторые тип внешнего переключателя для отключения пускового конденсатора от цепи.

Двигатель с конденсаторным пуском, работающий от конденсатора, или постоянный разделенный конденсатор двигатель, как его обычно называют в системах кондиционирования и охлаждения промышленность, как правило, использует потенциальное пусковое реле для отключения пусковой конденсатор, когда нельзя использовать центробежный выключатель.Потенциал пусковое реле, FGR. 29A и B, работает, обнаруживая увеличение напряжение, возникающее в пусковой обмотке при работе двигателя. Схема Схема потенциальной цепи пускового реле приведена на FGR. 30. Внутри схемы реле потенциала используется для отключения пускового конденсатора от цепи когда двигатель достигает 75% своей полной скорости. Пусковое реле Катушка SR подключена параллельно пусковой обмотке двигателя.Нормально замкнутый контакт SR включен последовательно с пусковым конденсатором. Когда контакт термостата замыкается, питание подается как на рабочий, так и на рабочий цикл. пусковые обмотки. На этом этапе подключены как пусковой, так и рабочий конденсаторы. в цепи.

Когда ротор начинает вращаться, его магнитное поле индуцирует напряжение в пусковая обмотка, создавая более высокое напряжение на пусковой обмотке чем приложенное напряжение. Когда двигатель разогнался примерно до 75% от на полной скорости, напряжение на пусковой обмотке достаточно высокое, чтобы подать напряжение на катушку реле потенциала.Это вызывает нормально закрытый Контакт SR для размыкания и отключения пускового конденсатора от цепи. Поскольку пусковая обмотка этого двигателя никогда не отключается от линия питания, катушка потенциального пускового реле остается под напряжением пока двигатель работает.

===

FGR. 31 Затененный полюс.

FGR. 32 Затеняющая катушка противодействует изменению магнитного потока при увеличении тока.

FGR.34 Затеняющая катушка препятствует изменению магнитного потока при уменьшении тока.

FGR. 33 Существует противодействие магнитному потоку, когда ток не меняется.

====

ИНДУКЦИОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ С ТЕНЕННЫМИ ПОЛЮСАМИ

Асинхронный двигатель с расщепленными полюсами популярен благодаря своей простоте. и долгая жизнь. Этот двигатель не содержит пусковых обмоток или центробежного переключателя. Он содержит ротор с короткозамкнутым ротором и работает по принципу вращающегося магнитное поле, создаваемое затеняющей катушкой, намотанной на одной стороне каждого полюса кусок.

Двигатели с расщепленными полюсами обычно представляют собой двигатели с дробной мощностью, используемые для приложения с низким крутящим моментом, такие как рабочие вентиляторы и воздуходувки.

ШЕЙДИНГ

Затеняющая катушка намотана на один конец полюсного наконечника (FGR. 31). На самом деле это большая петля из медной проволоки или медной ленты. Два конца соединены, чтобы сформировать полную цепь. Затеняющая катушка действует как трансформатор с закороченной вторичной обмоткой.Когда ток переменного тока форма волны увеличивается от нуля к своему положительному пику, магнитное поле создается в полюсе. Когда магнитные линии потока прорезают затеняющая катушка, в катушке индуцируется напряжение. Поскольку катушка низкая сопротивление короткому замыканию, в контуре протекает большое количество тока. Этот ток вызывает сопротивление изменению магнитного потока (FGR. 32). Пока в затеняющей катушке наведено напряжение, будет противодействие изменению магнитного потока.

Когда переменный ток достигает своего пикового значения, он больше не меняется, и на затеняющую катушку не наведено напряжение. Поскольку нет протекает ток в затеняющей катушке, нет противодействия магнитному поток. Магнитный поток полюсного наконечника теперь однороден по полюсу. лицо (ЛГР. 33).

Когда переменный ток начинает уменьшаться от пикового значения обратно в сторону нуля магнитное поле полюсного наконечника начинает схлопываться.Напряжение снова вводится в затеняющую катушку. Это индуцированное напряжение создает ток, противодействующий изменению магнитного потока (FGR. 34). Это вызывает магнитный поток, который должен быть сосредоточен в заштрихованной части полюса кусок.

Когда переменный ток проходит через ноль и начинает увеличиваться отрицательное направление, происходит тот же набор событий, за исключением того, что полярность магнитного поля обратное. Если бы эти события были просмотрены в быстрый порядок, магнитное поле будет видно, чтобы вращаться поперек лица полюса.

==

FGR. 35 Четырехполюсный асинхронный двигатель с расщепленными полюсами.

==

FGR. 36 Обмотка статора и ротор асинхронного двигателя с экранированными полюсами ..

===

СКОРОСТЬ

Скорость асинхронного двигателя с расщепленными полюсами определяется тем же Факторы, определяющие синхронную скорость других асинхронных двигателей: частота и количество полюсов статора.

Двигатели с расщепленными полюсами обычно имеют четырех- или шестиполюсные двигатели.FGR. 35 показан чертеж четырехполюсного асинхронного двигателя с расщепленными полюсами.

ОБЩИЕ РАБОЧИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Двигатель с расщепленными полюсами содержит стандартный ротор с короткозамкнутым ротором. Количество крутящего момента определяется силой магнитного поля статора, напряженности магнитного поля ротора и разность фазовых углов между магнитным потоком ротора и статора. Индукция заштрихованного полюса двигатель имеет низкий пусковой и рабочий крутящий момент.

Направление вращения определяется направлением, в котором вращающееся магнитное поле движется по лицевой стороне полюса. Ротор поворачивается направление показано стрелкой на FGR. 35.

Направление можно изменить, сняв обмотку статора и повернув это вокруг. Однако это не обычная практика. Как правило, Асинхронный двигатель с расщепленными полюсами считается нереверсивным. FGR. 36 показаны обмотка статора и ротор асинхронного двигателя с экранированными полюсами.

==

FGR. 37 Трехскоростной мотор.

==

МНОГОСКОПНЫЕ ДВИГАТЕЛИ

Есть два основных типа многоскоростных однофазных двигателей. Один из них последовательный тип полюса, а другой — запуск конденсатора со специальной обмоткой. конденсаторный двигатель или асинхронный двигатель с экранированными полюсами. Последующий полюс однофазный двигатель работает, реверсируя ток через переменный полюсов и увеличение или уменьшение общего количества полюсов статора.В последующий полюсный двигатель используется там, где необходимо поддерживать высокий крутящий момент на разных скоростях; например, в двухскоростных компрессорах для центрального кондиционеры.

МНОГОСКОРОСТНЫЕ ДВИГАТЕЛИ ВЕНТИЛЯТОРА

Многоскоростные двигатели вентиляторов используются уже много лет. Они вообще намотать от двух до пяти ступеней скорости и задействовать вентиляторы и беличью клетку воздуходувки. Схематический чертеж трехскоростного двигателя показан на FGR. 37. Обратите внимание, что обмотка хода была выбрана для получения низкого, среднего и высокоскоростной.Пусковая обмотка подключена параллельно обмотке хода. раздел. Другой конец провода пусковой обмотки подсоединяется к внешнему маслонаполненный конденсатор. Этот двигатель изменяет скорость, добавляя индуктивность последовательно с ходовой обмоткой. Фактическая рабочая обмотка для этого двигателя между выводами отмечены высокий и общий. Обмотка, показанная между высокий и средний соединены последовательно с обмоткой главного хода.

Когда поворотный переключатель установлен в положение средней скорости, индуктивное сопротивление этой катушки ограничивает количество тока, протекающего через обмотка хода.При уменьшении тока обмотки хода сила его магнитного поля уменьшается, и двигатель производит меньший крутящий момент. Этот вызывает большее скольжение, и скорость двигателя снижается.

Если поворотный переключатель установлен в нижнее положение, индуктивность увеличивается. вставлены последовательно с ходовой обмоткой. Это приводит к меньшему току через обмотку хода и очередное снижение крутящего момента. Когда крутящий момент уменьшается, скорость двигателя снова уменьшается.

Обычные скорости для четырехполюсного двигателя этого типа: 1625, 1500 и 1350. Об / мин. Обратите внимание, что этот двигатель не имеет широких диапазонов между скоростями, поскольку было бы в случае с последующим полюсным двигателем. Большинство асинхронных двигателей перегрев и повреждение обмотки двигателя, если скорость была снижена до этого степень. Однако этот тип двигателя имеет гораздо более высокое сопротивление обмоток. чем у большинства моторов. Ходовые обмотки большинства электродвигателей с расщепленной фазой имеют провод сопротивление от 1 до 4 Ом.Этот двигатель обычно имеет сопротивление От 10 до 15 Ом в обмотке. Это высокий импеданс обмоток что позволяет двигателю работать таким образом без повреждений.

Поскольку этот двигатель предназначен для замедления при добавлении нагрузки, он не работает. используется для работы с нагрузками с высоким крутящим моментом — только с нагрузками с низким крутящим моментом, такими как вентиляторы и воздуходувки.

ОДНОФАЗНЫЕ СИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ

Однофазные синхронные двигатели малы и развивают только дробную часть Лошадиные силы.Они работают по принципу вращающегося магнитного поля. разработан статором с расщепленными полюсами. Хотя они будут работать синхронно скорости, они не требуют постоянного тока возбуждения. Они используются там, где постоянная требуется скорость, например, в часовых двигателях, таймерах и записывающих приборах, и как движущая сила для маленьких вентиляторов, потому что они маленькие и недорогие. для производства. Есть два основных типа синхронных двигателей: Уоррен, или двигатель General Electric, и двигатель Holtz.Эти двигатели также упоминаются как гистерезисные двигатели.

==

FGR. 38 Мотор Уоррена.

==

FGR. 39 Мотор Holtz.

==

FGR. 40 Якорь и щетки универсального двигателя.

==

FGR. 41 Компенсирующая обмотка включена последовательно с последовательным обмотка возбуждения.

==

УОРРЕН МОТОРС

Двигатель Уоррена состоит из ламинированного сердечника статора и одного катушка.Катушка обычно наматывается для работы на переменном токе 120 В. Ядро содержит две опоры, каждая из которых разделена на две секции.

Половина каждого полюсного наконечника содержит затеняющую катушку для вращения магнитное поле (FGR. 38). Поскольку статор разделен на два полюса, скорость синхронного поля составляет 3600 об / мин при подключении к 60 Гц.

Разница между двигателями Уоррена и Хольца заключается в типе ротора. использовал. Ротор двигателя Уоррена построен путем укладки закаленных стальные пластины на валу ротора.Эти диски имеют высокий гистерезис. потеря. Пластины образуют две поперечины для ротора. Когда питание подключено к двигателю вращающееся магнитное поле индуцирует напряжение в роторе, и создается сильный пусковой крутящий момент, заставляющий ротор ускоряться до почти синхронной скорости. Как только двигатель разгонится до почти синхронного скорости, поток вращающегося магнитного поля следует по пути минимума реактивное сопротивление (магнитное сопротивление) через две поперечины.Это вызывает ротор блокируется синхронно с вращающимся магнитным полем, а двигатель работает со скоростью 3600 об / мин. Эти двигатели часто используются с небольшими зубчатыми передачами. снизить скорость до желаемого уровня.

ДВИГАТЕЛИ HOLTZ

В двигателе Holtz используется ротор другого типа (FGR. 39). Этот ротор вырезан таким образом, чтобы образовалось шесть прорезей. Эти слоты образуют шесть выступающие (выступающие или выступающие) полюса ротора. Обмотка типа «беличья клетка» создается путем вставки металлической планки в нижнюю часть каждого слота.Когда питание подключено к двигателю, обмотка с короткозамкнутым ротором обеспечивает крутящий момент, необходимый для начала вращения ротора. Когда ротор приближается синхронная скорость, выступающие полюса будут синхронизироваться с полюсами поля каждый полупериод. Это обеспечивает скорость ротора 1200 об / мин (одна треть от синхронная скорость) для двигателя.

УНИВЕРСАЛЬНЫЕ ДВИГАТЕЛИ

Универсальный двигатель часто называют двигателем переменного тока. это очень похож на двигатель серии постоянного тока по своей конструкции в том, что он содержит раневая арматура и кисти (FGR.40). Однако универсальный двигатель имеет добавление компенсирующей обмотки. Если был подключен двигатель постоянного тока к переменному току двигатель будет плохо работать по нескольким причинам. Обмотки якоря будут иметь большое индуктивное сопротивление. при подключении к переменному току. Кроме того, полевые столбы большинство машин постоянного тока содержат цельнометаллические полюсные наконечники. Если бы поле было подключено к переменному току большое количество энергии будет потеряно из-за индукции вихревых токов в полюсах.Универсальные двигатели содержат ламинированный сердечник для предотвращения Эта проблема. Компенсирующая обмотка намотана на статор и функционирует для противодействия индуктивному сопротивлению обмотки якоря.

Универсальный двигатель назван так потому, что он может работать от переменного или постоянного тока. Напряжение. При работе от постоянного тока компенсирующая обмотка включен последовательно с последовательной обмоткой возбуждения (FGR. 41).

==

FGR.42 Компенсация проводимости.

==

FGR. 43 Индуктивная компенсация.

==

FGR. 44 Использование поля серии для установки кистей в нейтральной плоскости должность.

==

ПОДКЛЮЧЕНИЕ КОМПЕНСАЦИОННОЙ ОБМОТКИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Когда универсальный двигатель работает от сети переменного тока, компенсирующий обмотку можно подключить двумя способами. Если он подключен последовательно с якорь, как показано на FGR.42, это называется компенсацией проводимости.

Компенсирующая обмотка также может быть подключена путем короткого замыкания ее выводов вместе. как показано в FGR. 43. При таком подключении обмотка действует как закороченная вторичная обмотка трансформатора. Наведенный ток позволяет обмотка должна работать при таком подключении. Эта связь известна как индуктивная компенсация. Индуктивная компенсация не может использоваться, когда двигатель подключен к постоянному току.

НЕЙТРАЛЬНАЯ ПЛОСКОСТЬ

Так как универсальный двигатель содержит намотанный якорь, коллектор и щетки, щетки должны быть установлены в положение нейтральной плоскости. Этот может быть выполнено в универсальном двигателе аналогично настройке нейтральная плоскость машины постоянного тока. При установке щеток на нейтраль положение плоскости в универсальном двигателе, последовательное или компенсирующее можно использовать обмотку. Чтобы установить кисти в нейтральную плоскость, используйте последовательная обмотка (FGR.44), переменный ток подключен к якорю. ведет. К последовательной обмотке подключают вольтметр. Напряжение тогда наносится на арматуру. Затем положение щетки перемещается, пока вольтметр не подключенное к серии поле достигает нулевой позиции. (Нулевая позиция достигается, когда вольтметр достигает своей нижней точки.)

===

FGR. 45: Использование компенсирующей обмотки для установки щеток в нейтральную плоскость должность.

===

Если компенсирующая обмотка используется для установки нейтральной плоскости, то попеременно на якорь снова подключается ток и подключается вольтметр к компенсационной обмотке (FGR. 45). Затем применяется переменный ток. к якорю, а щетки перемещают до тех пор, пока вольтметр не покажет его максимальное или пиковое напряжение.

РЕГУЛИРОВКА СКОРОСТИ

Регулировка скорости универсального двигателя очень плохая.Поскольку это у серийного двигателя такая же плохая регулировка скорости, как у серийного двигателя постоянного тока. Если универсальный двигатель подключен к малой нагрузке или без нагрузки, его скорость практически неограничен. Этот двигатель нередко эксплуатируется при несколько тысяч оборотов в минуту. Универсальные двигатели используются в количество портативных устройств, отличающихся высокой мощностью и малым весом. необходимы, например, буровые электродвигатели, пилы и пылесосы. Универсальный двигатель способен производить высокую мощность в лошадиных силах для своего размера и веса, потому что его высокой рабочей скорости.

ИЗМЕНЕНИЕ НАПРАВЛЕНИЯ ВРАЩЕНИЯ

Направление вращения универсального двигателя можно изменить в таким же образом, как и изменение направления вращения двигателя постоянного тока. Чтобы изменить направление вращения, измените выводы якоря относительно к полю ведет.

РЕЗЮМЕ

• Не все однофазные двигатели работают по принципу вращающегося магнитного поле.

• Двигатели с разделенной фазой запускаются как двухфазные двигатели, создавая противофазу. условие тока в обмотке хода и тока в пуске обмотка.

• Сопротивление провода в пусковой обмотке пускового резистора. Асинхронный двигатель используется для создания разности фаз между ток в пусковой обмотке и ток в пусковой обмотке.

• В асинхронном двигателе с конденсаторным пуском используется электролитический конденсатор переменного тока. для увеличения разности фаз между пусковым и рабочим током. Это вызывает увеличение пускового момента.

• Максимальный пусковой момент для двигателя с расщепленной фазой достигается, когда Пусковой ток обмотки и ток рабочей обмотки сдвинуты по фазе на 90 ° с друг с другом.

• Большинство асинхронных двигателей с резистивным пуском и индукционные двигатели с конденсаторным пуском. двигатели используют центробежный переключатель для отключения пусковых обмоток, когда двигатель достигает примерно 75% скорости при полной нагрузке.

• Конденсаторный двигатель с конденсаторным пуском работает как двухфазный двигатель. потому что и пусковая, и пусковая обмотки остаются под напряжением во время работы двигателя.

• В большинстве двигателей с конденсаторным пуском, работающих от конденсатора, используется масляный конденсатор переменного тока. соединены последовательно с пусковой обмоткой.

• Конденсатор конденсаторного пускового конденсаторного двигателя помогает исправить коэффициент мощности.

• Асинхронные двигатели с расщепленными полюсами работают по принципу вращающегося магнитное поле.

• Вращающееся магнитное поле асинхронного двигателя с экранированными полюсами создается. размещая затемняющие петли или катушки на одной стороне полюсного наконечника.

• Синхронная скорость возбуждения однофазного двигателя определяется количество полюсов статора и частота приложенного напряжения.

• Последовательные полюсные двигатели используются, когда требуется изменение скорости двигателя. и должен поддерживаться высокий крутящий момент.

• Двигатели многоскоростных вентиляторов состоят из последовательного соединения обмоток. с обмоткой главного хода.

• Двигатели многоскоростных вентиляторов имеют обмотки статора с высоким сопротивлением для предотвращения их от перегрева при уменьшении их скорости.

• Направление вращения двигателей с расщепленной фазой изменяется реверсированием. пусковая обмотка по отношению к ходовой обмотке.

• Двигатели с расщепленными полюсами обычно считаются нереверсивными.

• Существует два типа однофазных синхронных двигателей: Уоррена и Holtz.

• Однофазные синхронные двигатели иногда называют двигателями с гистерезисом.

• Двигатель Уоррена работает со скоростью 3600 об / мин.

• Двигатель Holtz работает со скоростью 1200 об / мин.

• Универсальные двигатели работают от постоянного или переменного тока.

• Универсальные двигатели содержат намотанный якорь и щетки.

• Универсальные двигатели также называются двигателями серии переменного тока.

• Универсальные двигатели имеют компенсирующую обмотку, которая помогает преодолевать индукционные реактивное сопротивление.

• Направление вращения универсального двигателя можно изменить реверсированием. якорь ведет относительно проводов возбуждения.

ВИКТОРИНА

1. Какие три основных типа двигателей с расщепленной фазой?

2.Напряжения в двухфазной системе на сколько градусов не совпадают по фазе. друг с другом?

3. Как подключены пусковая и рабочая обмотки двигателя с расщепленной фазой? по отношению друг к другу?

4. Для обеспечения максимального пускового момента в двигателе с расщепленной фазой, на сколько градусов не совпадает по фазе должны запускаться и запускаться токи обмотки быть друг с другом?

5. В чем преимущество асинхронного двигателя с конденсаторным пуском перед индукционный двигатель с резистивным пуском?

6.В среднем, на сколько градусов не совпадают по фазе друг с другом пусковые и управляющие токи обмотки в асинхронном двигателе с резистивным пуском?

7. Какое устройство используется для отключения пусковых обмоток цепи? в большинстве негерметичных асинхронных двигателей с конденсаторным пуском?

8. Почему двигатель с расщепленной фазой продолжает работать после пусковых обмоток были отключены от цепи?

9. Как можно изменить направление вращения двигателя с расщепленной фазой?

10.Если двигатель с двойным напряжением и расщепленной фазой должен работать от высокого напряжения, как связаны друг с другом ходовые обмотки?

11. При определении направления вращения двигателя с расщепленной фазой, следует ли смотреть на двигатель спереди или сзади?

12. Какой тип двигателя с расщепленной фазой обычно не содержит центробежного выключатель?

13. Каков принцип работы конденсаторно-пускового конденсатора. запустить мотор?

14.Что заставляет магнитное поле вращаться по индукции с заштрихованными полюсами мотор?

15. Как изменить направление вращения асинхронного двигателя с экранированными полюсами? быть изменен?

16. Как изменяется скорость последующего полюсного двигателя?

17. Почему многоскоростной вентиляторный двигатель может работать на более низкой скорости, чем большинство других? асинхронные двигатели без вреда для обмоток двигателя?

18. Какова скорость работы мотора Уоррена?

19.Какая скорость работы мотора Хольца?

20. Почему электродвигатель серии переменного тока часто называют универсальным электродвигателем?

21. Какова функция компенсирующей обмотки?

22. Как изменить направление вращения универсального двигателя?

23. Когда двигатель подключен к постоянному напряжению, как должна компенсировать обмотку подключать? 24. Объясните, как установить положение нейтральной плоскости. кистей, используя поле серии.

25. Объясните, как установить положение нейтральной плоскости с помощью компенсирующего обмотка.

ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ:

Вы — подрядчик по электрике, и вас вызвали на дом. установить скважинный насос. Домовладелец купил насос, но делает не знаю как его подключить. Вы открываете крышку клеммной коробки и Обнаружьте, что двигатель имеет 8 выводов, помеченных с T1 по T8. Двигатель должен быть подключен к напряжению 240 В.В настоящее время Т-выводы подключены следующим образом: T1, T3, T5 и T7 соединены вместе; и T2, T4, T6 и Т8 соединены вместе. Линия L1 подключена к группе клемм с T1, а линия L2 подключена к группе клемм с T2. Является нужно ли поменять провода для работы от 240 В? Если да, то как они связаны?

Соединение конденсаторов звездой и треугольником — нарушение напряжения

Силовые конденсаторы в 3-фазных соединениях конденсаторных батарей соединяются треугольником или звездой (звезда).Между этими двумя типами соединений существуют различия в их применениях, номинальном значении кВАр, обнаружении неисправных конденсаторов и т. Д. В этой статье обсуждается разница между конденсаторами, соединенными звездой и треугольником, а также преимущества конденсаторных батарей, соединенных звездой и треугольником.

Калькулятор, представленный ниже, можно использовать для расчета эффективных кВАр, произведенных для конденсатора при соединении треугольником или звездой.

Конденсаторы высокого напряжения

Блок конденсаторов с подключением по схеме Delta Конденсаторы

, соединенные треугольником, чаще всего используются при низком напряжении, хотя их можно применять и при более высоких напряжениях.Каждый конденсатор будет иметь полное фазное напряжение, приложенное к его клемме. Почему низковольтные конденсаторные батареи соединены треугольником? Помните, что генерируемая кВАр изменяется как квадрат приложенного напряжения. Формула для VAR, генерируемого в конденсаторной батарее, имеет следующий вид:

Подключение конденсаторной батареи по схеме треугольника дает больше VAR по сравнению с подключением по схеме звезды. Это связано с тем, что при соединении звездой на конденсатор подается только напряжение фаза-нейтраль, а в случае соединения треугольником — полное фазное напряжение.

Соединение конденсаторов треугольником

Соединение конденсаторов треугольником требует двух вводов. Поскольку нет соединения с землей, конденсаторная батарея не может быть «стоком» для любых токов заземления или токов нулевой последовательности. . Отдельная ветвь конденсатора, соединенного треугольником, должна быть защищена от межфазного короткого замыкания предохранителем, ограничивающим ток.

Блок конденсаторов со звездообразной связью

При соединении звездой напряжение на каждом конденсаторе в 1 / sqrt (3) раз больше напряжения фаза-фаза. Следовательно, полученная VAR также будет соответственно меньше по сравнению с соединением треугольником . Соединение звездой в основном используется в системах среднего напряжения (> 1 кВ). Одним из основных преимуществ использования соединения звездой является то, что конденсатор должен быть рассчитан только на напряжение фаза-нейтраль системы по сравнению с номиналом фаза-фаза в системе треугольника . Следовательно, отдельные конденсаторы среднего напряжения будут подвергаться нагрузке только при более низком уровне напряжения, что увеличивает срок их службы. Есть и другие преимущества использования звездообразного соединения на конденсаторах среднего напряжения.Существует два основных типа соединения звездой:

Заземленная звезда (звезда)

При соединении «звезда» или «звезда» нейтральная точка батареи надежно заземлена. Это означает, что нейтраль не нужно изолировать до уровня BIL всей системы. Следовательно, при использовании этого соединения может быть реализована некоторая экономия средств. Кроме того, в этой связи переходное восстанавливающееся напряжение (TRV) может быть менее серьезным. Неисправность одной фазы конденсаторной батареи не приведет к повышению напряжения на других исправных ветвях батареи.Как показано ниже, неисправность конденсатора фазы B не приведет к повышению напряжения на других исправных фазах.

Подключение конденсатора звездой с заземлением

Недостатком заземленного соединения звездой является то, что заземленная нейтраль может пропускать токи земли и гармонические токи нулевой последовательности. . Это может вызвать помехи от телефона. Кроме того, заземленная звездочка также вносит ток короткого замыкания в систему во время замыкания фазы на землю. Из-за заземленного соединения может протекать высокий ток между фазой и землей, когда конденсатор не замыкается на землю.Это требует использования токоограничивающих предохранителей для этого приложения.

Незаземленная звезда (звезда)

При подключении незаземленной звездой нейтраль конденсаторной батареи , а не , подключенная к земле. Следовательно, это соединение не допускает протекания токов заземления и гармонических токов нулевой последовательности. При замыкании фазы на землю в системе незаземленная звездочка не вносит тока замыкания.

Недостатком этого подключения является то, что нейтраль батареи должна быть полностью изолирована от фазного напряжения системы.Нейтральная точка может находиться под потенциалом фаза-фаза во время переключения или во время неисправности. Для банков выше 15 кВ это может стать дорогим.

Еще одним недостатком этого подключения является то, что при выходе из строя конденсатора на одной фазе нейтральная точка смещается. Напряжение на исправных фазах возрастет до полного фазо-фазного потенциала. Ток через неисправные конденсаторы достигает 1,732 о.е., а максимальный ток на поврежденной фазе будет 3 о.е. Такое увеличение напряжения и тока в банке могло привести к дополнительным сбоям.

Как показано ниже, неисправность конденсатора фазы B приведет к повышению напряжения в 1,732 (квадрат 3) раз от номинального напряжения между фазой и нейтралью, которое является полным фазным напряжением на других исправных фазах. Следовательно, исправные конденсаторы будут перенапряжены, и защитное реле должно будет быстро устранить неисправность, чтобы предотвратить повреждение исправных конденсаторов.

Звезда незаземленного подключения конденсатора

Существуют и другие варианты этого соединения, например, , незаземленная звездочка и , заземленная звездочка .

Дополнительная литература:

кВАр в амперах Расчет

Калькулятор преобразования дельта-звезда

Векторная диаграмма соединений звезды и треугольника

Работа конденсаторов в последовательной и параллельной цепях

Конденсаторы являются стандартными компонентами электронных схем. В схемах практически используются разные комбинации конденсаторов. В этой статье рассказывается о последовательной и параллельной комбинациях конденсаторов.

Последовательные конденсаторы

Как последовательно соединить конденсаторы?

Последовательные конденсаторы означают два или более конденсатора, соединенных в одну линию.Положительная пластина одного конденсатора соединена с отрицательной пластиной следующего конденсатора.

Здесь

QT = Q1 = Q2 = Q3 = ———- = Q

IC = I1 = I2 = I3 = ——— = IN

Когда конденсаторы соединены последовательно Заряд и ток то же самое на всех конденсаторах.

Почему заряд последовательно соединенных конденсаторов одинаков?

Для последовательных конденсаторов одинаковое количество электронов будет проходить через каждый конденсатор, потому что заряд на каждой пластине исходит от соседней пластины.Итак, кулоновский заряд такой же. Поскольку ток — это не что иное, как поток электронов, ток такой же.

Какая эквивалентная емкость?

Эквивалентная емкость — это общая емкость конденсаторов. Давайте посмотрим, как рассчитать емкость, когда они включены последовательно.

На рисунке ниже показаны три конденсатора, последовательно подключенные к батарее. Когда конденсаторы соединены последовательно, соседние пластины заряжаются за счет электростатической индукции.

Каждая пластина будет иметь разный потенциал.Но величина заряда на пластинах такая же.

Первая пластина C1 будет иметь потенциал V1, равный напряжению батареи, а вторая пластина будет иметь потенциал меньше V1. Пусть это будет V2.

Теперь первая пластина C2 будет иметь потенциал, равный V2, а вторая пластина будет иметь потенциал меньше V3, пусть это будет V4.
Первая пластина C3 будет иметь потенциал V5 (V5 = V4), а потенциал второй пластины меньше V5. Пусть это будет V6.

Но общая разность потенциалов между пластинами равна ЭДС АКБ.

Итак, VT = V1 + V2 + V3

Но мы знаем, что Q = CV

C = Q / V

Ceq = Q / V1 + Q / V2 + Q / V3 (поскольку плата такая же)

1 / Ceq = (V1 + V2 + V3) / Q

VT = Q / Ceq = Q / C1 + Q / C2 + Q / C3

Следовательно, 1 / Ceq = 1 / C1 + 1 / C2 + 1 / C3

Если N конденсаторов подключены последовательно, то эквивалентная емкость может быть указана ниже.

1 / Ceq = 1 / C1 + 1 / C2 + ……… + 1 / CN

Таким образом, когда конденсаторы включены последовательно, величина, обратная эквивалентной емкости, равна сумме обратных величин индивидуальной емкости конденсаторов в цепи.

Конденсаторы в серии Пример

Рассчитайте эквивалентную емкость, и отдельные падения напряжения на наборе из двух последовательно соединенных конденсаторов имеют 0,1 мкФ и 0,2 мкФ соответственно при подключении к источнику переменного тока 12 В. поставлять.

Эквивалентная емкость,

1 / Ceq = 1 / C1 + 1 / C2

Ceq = (C1C2) / (C1 + C2)

Ceq = (0,1 мкФ * 0,2 мкФ) / (0,1 мкФ + 0,2 мкФ)

Ceq = 0,066 мкФ = 66 нФ

Падение напряжения на двух последовательно соединенных конденсаторах составляет

V1 = (C2 * VT) / (C1 + C2) = (0.2 мкФ * 12 В) / (0,1 мкФ + 0,2 мкФ) = 8 Вольт

V2 = (C1 * VT) / (C1 + C2) = (0,1 мкФ * 12 В) / (0,1 мкФ + 0,2 мкФ) = 4 В

От этих В результате мы обнаружили, что эквивалентная емкость 66 нФ меньше наименьшей емкости 0,1 мкФ из данных двух конденсаторов. Отдельные падения напряжения на данных двух конденсаторах различны.

Но сумма отдельных падений напряжения на обоих конденсаторах равна общему напряжению. т.е. 8 В + 4 В = 12 В.

Теперь мы вычисляем заряд, накопленный в отдельном конденсаторе,

Q1 = V1 * C1 = 8V * 0.1 мкФ = 0,8 мкКл

Q2 = V2 * C2 = 4 В * 0,2 мкФ = 0,8 мкК

Здесь мы заметили, что в обоих последовательно соединенных конденсаторах C1 и C2 хранится одинаковый заряд 0,8 мкКл.

Конденсаторы в серии Сводка

• Заряд конденсаторов одинаков при последовательном соединении.

• Эквивалентная емкость конденсаторов меньше наименьшей емкости в серии.

• Эквивалентная емкость n конденсаторов, соединенных последовательно, задается как

1 / Ceq = 1 / C1 + 1 / C2 + ……… + 1 / CN

Конденсаторы в параллельных цепях

Почему мы подключаем конденсаторы параллельно?

Параллельное соединение конденсаторов дает преимущество, чем последовательное.При параллельном подключении конденсаторов общее значение емкости увеличивается. В некоторых приложениях требуются более высокие значения емкости.

Как подключить конденсаторы параллельно?

На рисунке ниже показано параллельное соединение конденсаторов. Все положительные клеммы подключены к одной точке, а отрицательные клеммы — к другой точке.

Какая эквивалентная емкость конденсаторов, подключенных параллельно?

• Все конденсаторы, которые соединены параллельно, имеют одинаковое напряжение и равное ТН, приложенному между входными и выходными клеммами схемы.
• Тогда на параллельные конденсаторы подается «общее напряжение». VT = V1 = V2 и т. Д.
• Эквивалентная емкость Ceq цепи, в которой конденсаторы соединены параллельно, равна сумме всех индивидуальных емкостей конденсаторов, сложенных вместе.
• Это связано с тем, что верхняя пластина каждого конденсатора в цепи соединена с верхней пластиной соседних конденсаторов. Таким же образом нижняя пластина каждого конденсатора в цепи соединена с нижней пластиной соседних конденсаторов.

Давайте посмотрим, как рассчитать эквивалентную емкость конденсаторов при параллельном подключении. Рассмотрим два конденсатора, подключенных, как показано на схеме ниже.

Общий заряд (Q) в цепи делится между двумя конденсаторами, это означает, что заряд Q распределяется между конденсаторами, подключенными параллельно. Заряд Q равен сумме всех зарядов отдельных конденсаторов.

Таким образом, Q = Q1 + Q2

Где Q1, Q2 — заряды на конденсаторах C1 и C2.

Мы знаем, что

Q = Ceq VT

Здесь Q = Q1 + Q2

Ceq VT = C1xV1 + C2xV2

Так как VT = V1 = V2 = V

Ceq VT = C1xV + C2xV

CeqVT = C1xV + C2xV

Ceq VT = (C1 + C2) V

Следовательно, Ceq = C1 + c2

Если N конденсаторов подключены параллельно, то Ceq = C1 + C2 + C3 + —— Cn

Таким образом, эквивалентная емкость конденсаторов, соединенных параллельно, равна равна сумме индивидуальных емкостей конденсаторов в цепи.

Конденсаторы в параллельном соединении Пример №1

Рассмотрим значения емкости двух конденсаторов C1 = 0.2 мкФ и C2 = 0,3 мкФ, которые показаны на рисунке 4 выше. Теперь рассчитайте эквивалентную емкость цепи.

Мы знаем, что эквивалентная емкость,

Ceq = C1 + C2

Ceq = 0,2 мкФ + 0,3 мкФ

Ceq = 0,5 мкФ

Один важный момент, который следует помнить о параллельных цепях конденсаторов, эквивалентная емкость (Ceq) любых двух или более конденсаторов, соединенных вместе параллельно, всегда будет больше, чем значение самого большого конденсатора в цепи, поскольку мы складываем значения.Таким образом, в нашем примере выше Ceq = 0,5 мкФ, тогда как емкость самого большого конденсатора в цепи составляет всего 0,3 мкФ.