Параллельное соединение емкостей: Схемы соединения конденсаторов — расчет емкости

Содержание

Последовательное и параллельное соединение конденсаторов

Соединение конденсаторов в электрической цепи может быть последовательным, параллельным и последовательно-пареллельным (смешанным).

Если провести аналогию между соединением конденсаторов и соединением резисторов , то стоит отметить, что формулы расчета общей емкости и общего сопротивления идентичны, только между разными типами соединений:

Формула Cобщ при параллельном соединении конденсаторов = формула Rобщ при последовательном соединении резисторов.

Формула Cобщ при последовательном соединении конденсаторов = формула Rобщ при параллельном соединении резисторов.

  • Cобщ — общая емкость
  • Rобщ — общее сопротивление

Параллельное соединение конденсаторов

Параллельное соединение конденсаторов

— это соединение при котором конденсаторы соединяются собой обоими контактами. В результате к одной точке может быть присоединено несколько конденсаторов.

При параллельном соединении формируется один большой конденсатор с площадью обкладок, равной сумме площадей обкладок всех отдельных компонентов. Поскольку емкость конденсаторов прямо пропорциональна площади обкладок, общая емкость Собщ при параллельном соединении равняется сумме емкостей всех конденсаторов в цепи.

Параллельное соединение конденсаторов

Напряжение при параллельном соединении

На все параллельно соединенные конденсаторы падает одинаковое напряжение. Так происходит, потому что существует всего лишь две точки, между которыми может быть разность потенциалов (напряжение). Другими словами, можно сказать что при параллельном соединении все конденсаторы подключены к одному источнику напряжения.

Падение напряжения при параллельном соединении

Ток при параллельном соединении

Ток конденсатора во время переходного периода зависит от его емкости и изменения напряжения:

  • ic — ток конденсатора
  • C — Емкость конденсатора
  • ΔVC/Δt – Скорость изменения напряжения

При параллельном соединении через каждый конденсатор потечет одельный ток, в зависимости от емкости конденсатора:

Ток при параллельном соединении

Последовательное соединение конденсаторов

Последовательное соединение конденсаторов – это соединение двух или более конденсаторов в форме цепи, в которой каждый отдельный конденсатор соединяется с другим отдельным конденсатором только в одной точке.

Последовательное соединение конденсаторов

Ток при последовательном соединении

Ток (iC), заряжающий последовательную цепь конденсаторов, будет одинаковым для всех конденсаторов, поскольку у него есть только один возможный путь прохождения:

Вследствие того что через все последовательно соединенные конденсаторы течет одинаковый ток, количество накопленого электрического заряда для каждого конденсатора будет одинаковым, независимо от его емкости. Так происходит, потому что электрический заряд, накапливаемый на обкладке любого конденсатора, должен прийти с обкладки примыкающего конденсатора.

Таким образом, последовательно соединенные конденсаторы имеют одинаковый электрический заряд:

Посмотрим на последовательную цепь из трех конденсаторов на рисунке выше. Правая обкладка первого конденсатора С1 соединяется с левой второго конденсатора С2, у которого правая обкладка соединяется с левой третьего конденсатора С3.

Это означает, что в режиме постоянного тока конденсатор С2 электрически изолирован от общей цепи.

В итогое эффективная площадь обкладок уменьшается до площади обкладок самого маленького конденсатора. Это объясняется тем, что как только обкладки наименшей площади заполнятся электрическим зарядом, данный конденсатор перестанет пропускать ток. В результате ток прекратиться во всей цепи, и процесс зарядки остальных конденсаторов также прекратится.

При последовательном соединении общее расстояние между обкладками увеличивается до суммы расстояний между обкладками всех конденсаторов.

Таким образом, последовательная цепь формирует один большой конденсатор с площадью обкладок элемента с наименьшей емкостью, и расстоянием между обкладками, равному сумме всех расстояний в цепи.

Площадь и расстояние между обкладками при последовательном соединении

Падение напряжения и общая емкость при последовательном соединении

На каждый отдельный конденсатор в последовательной цепи падает разное напряжение. Поскольку емкость обратно пропрциональна напряжению (С = Q/V), то чем меньше емкость конденсатора, тем большее напряжение на него упадет.

Применим закон Кирхгофа для напряжения в последовательной цепи из трех конденсаторов:

Падение напряжения при последовательном соединении

Емкость конденсатора прямо пропорциональна его заряду и обратно пропорциональна его напряжению — C = Q/V. Как уже упоминалось выше, последовательно соединенные конденсаторы имеют одинаковый электрический заряд — Qобщ = Q1 = Q2 = Q3.

Следовательно:

Разделив все выражение на Qобщ мы получим уравнение для общей емкости при последовательном соединении:

Из данного уравнения можно легко вывести формулу общей емкости для любого частного случая последовательного соединения.

Например, общая емкость для трех конденсаторов:

Общая емкость для двух конденсаторов:

Смешанное соединение конденсаторов

Если в цепи есть и последовательное и параллельное соединение, то такую цепь называют смешанной или последовательно-параллельной. Тем не менее, смешанное соединение может иметь как последовательный, так и параллельный характер.

Смешанное соединение конденсаторов

Общая емкость смешанного соединения конденсаторов

Чтобы посчитать общую емкость смешанного соединения конденсаторов, следуют такому же алгоритму, как и при расчете общего сопротивления смешанного соединения резисторов.

  • Цепь разбивают на участки с только пареллельным или только последовательным соединением
  • Вычисляют общую емкость для каждого отдельного участка.
  • Вычисляют общую емкость для всей цепи смешанного соединения.

Так это будет выглядеть для схемы 2:

Преобразование смешанного соединения в параллельное

Зачем все это нужно?

Вполне справедливым может оказаться вопрос, для чего надо соединять конденсаторы последовательно, если общая емкость будет меньше? Скорее всего, первым что приходит в голову — это чтобы получить новый эквивалентный конденсатор с меньшей емкостью. Но в производстве микросхем вряд ли будут делать подобное, поскольку, во -первых, обычно нужно экономить место на печатной плате, а во-вторых, нет смысла тратить деньги на два компонента или больше, если можно купить один с требуемой емкостью.

Но если в параллельном или последовательном соединении конденсаторов еще есть хоть какая-то логика, то кому вообще нужно смешанное?

Дело в том, что емкостью, то есть способностью накапливать электрический заряд, обладает любое тело в природе, даже человеческое. Если мы говорим о электрической цепи, то все ее элементы на практике обладают емкостью, и их можно представить как конденсаторы. Часто такую емкость еще называют паразитической, потому как она создает разного рода помехи.

Например, у нас есть какая-то электронная цепь с множеством различных компонентов, которая принимает сигнал, обрабатывает его определенным образом и выдает на выход результат.

Известно, что время задержки сигнала, в основном, зависит от паразитической емкости электронных компонентов схемы. Поскольку должно пройти время зарядки паразитической емкости, прежде чем она начнет пропускать сигнал. Если мы хотим узнать время задержки, нужно посчитать общую емкость всех компонентов, конвертировав их в цепь из конденсаторов.

Соединения конденсаторов. Энергия электрического поля конденсатора.

Соединения конденсаторов .

Параллельное соединение конденсаторов

 

Обкладки конденсаторов соединяют попарно, т.е. в системе остается два изолированных проводника, которые и представляют собой обкладки нового конденсатора

 

Вывод: При параллельном соединении конденсаторов

  • заряды складываются,
  • напряжения одинаковые,
  • емкости складываются.

Т.о.,  общая емкость больше емкости любого из параллельно соединенных конденсаторов

Последовательное соединение конденсаторов

 

Производят только одно соединение, а две оставшиеся обкладки — одна от конденсатора С1 другая от конденсатора С2 — играют роль обкладок нового конденсатора.

 

Вывод: При последовательном соединении конденсаторов

  • напряжения складываются,
  • заряды одинаковы,
  • складываются величины, обратные емкости.

   Т.о.,  общая емкость меньше емкости любого из последовательно соединенных конденсаторов.

Энергия электрического поля конденсатора.

Под  энергией электрического поля конденсатора будем понимать энергию одной его обкладки, находящейся в поле, созданном другой  обкладкой. Тогда: 

 Формулы справедливы для любого конденсатора.

Пример: С=2мкФ; U=1000В.

t=10-6c.W=1 Дж  — опасно для жизни!

Плотность энергии.

  — плотность энергии (энергия единицы объема).

Формула справедлива для полей любых конденсаторов и, кроме того, для полей, меняющихся со временем (неэлектростатических).

Параллельное соединение конденсаторов: необходимость и схема

Параллельное соединение конденсаторов – это батарея, где конденсаторы находятся под одинаковым напряжением, а суммарный ток равен полной алгебраической сумме токов указанных элементов.

Основные тезисы

При параллельном включении конденсаторов их ёмкости складываются, позволяя быстро вычислить результат. Рабочее напряжение конденсаторов одинаковое, а заряды складываются воедино. Это следует из формулы, выведенной Вольтой в XVIII веке:

C = q/U, тогда C1 + C2 + … = q1 + q2 + …/U.

Параллельное включение конденсаторов превращается в единственный конденсатор большой ёмкости.

Зачем включать конденсаторы параллельно

  • В радиоприёмниках подстройка под частоту волны выполняется коммутацией блоков конденсаторов, обеспечивая ввод резонансного контура в резонанс.
  • В фильтрах мощных блоков питания за рабочий цикл предстоит запасать массу энергии. Строить его на индуктивностях экономически нецелесообразно. Применяют параллельный набор из больших электролитических конденсаторов.
  • Параллельное включение конденсаторов встречается в измерительных схемах. Эталоны ответвляют на себя часть тока, по величине оценивается номинал – размер ёмкости исследуемого конденсатора.
  • Параллельно периодически устанавливаются компенсаторы реактивной мощности. Это устройства, блокирующие выход лишней энергии в питающую сеть. Что предотвращает образование помех, перегрузку генераторов, трансформаторов и избыточный нагрев проводки.

Реактивная мощность сети

Когда работает асинхронный двигатель, происходит расхождение тока и напряжения по фазе. Это отмечается по причине наличия обмотки, показывающей индуктивное сопротивление. Как результат, часть мощности отражается обратно в цепь. Эффект возможно устранить, если индуктивное сопротивление компенсировать ёмкостным. Иной способ – использование синхронных двигателей, эффективен при напряжениях 6 – 10 кВ.

По возможности предприятия должно потреблять всю произведённую собственную реактивную мощность. Но синхронные двигатели не всегда подходят условиям технологических процессов. Тогда ставят конденсаторные установки. Их реактивное сопротивление предвидится равным индуктивностям двигателей. Конечно, в идеале, ведь на производстве условия постоянно меняются и сложно отыскать золотую середину.

Если использовать параллельное соединение конденсаторов и коммутировать при помощи реле должным образом, задача просто решается. Отдельные предприятия за отражённую реактивную мощность тоже платят. При неиспользовании предвидятся экономические потери. Поставщиков энергии можно понять: реактивная мощность забивает линию ЛЭП, нагружает трансформаторы и тогда оборудование не способно выдавать полную нагрузку. Если каждое предприятие станет загружать канал лишним током, экономическое положение энергетиков немедленно пошатнётся.

Реле реактивной мощности массово распространены и помогут определить, какую часть конденсаторов включить в работу. Пример графика расчёта затрат приведён на рисунке. Имеется оптимальная точка, перешагивать которую экономически нецелесообразно. Но допускается сделать из-за иных мотивов.

Схема соединения компенсирующих установок

В трёхфазных сетях компенсирующие конденсаторы ставят тройками по двум общеизвестным схемам:

  1. Звезда.
  2. Треугольник.

Реактивная мощность в этих случаях вычисляется по формулам, представленным на рисунке. Через греческую омегу обозначена круговая частота сети (2 х Пи х 50 Гц). Из соотношений получается, что схема включения конденсаторов треугольником выгоднее: мощность выросла в 3 раза. Объяснение – звезда использует фазное напряжение, в 1,73 раза меньше линейного. Компенсируемая реактивная мощность зависит от квадрата этого параметра.

Из этих соображений трёхфазные конденсаторы всегда изготавливаются треугольником, а под звезду нужно выпросить индивидуальный заказ (три однофазных конденсатора). Есть оборотная сторона медали: на вольтаж 1,05; 3,15; 6,3; 10,5 кВ все конденсаторы однофазные. Допустимо соединять, как заблагорассудится. У звезды, к примеру, меньше рабочее напряжение, значит, каждый конденсатор в отдельности выйдет дешевле. Обе схемы нельзя отнести к параллельным включениям, подобные тройки, впрочем, объединяются в:

  • группы;
  • секции;
  • установки.

И внутри объединений однофазные конденсаторы могут включаться последовательно и параллельно, а трёхфазные – исключительно параллельно. Рекомендуется номиналы всех отдельных элементов выбирать одинаковы. Это упрощает расчёт, уравнивает нагрузку по частям электрической схемы. Известны установки, где присутствует смешанное соединение по каждой фазе. Образуются параллельные ветви последовательного включения конденсаторов.

Установки выполняют однофазными или трёхфазными. В сетях с напряжением 380 В всегда применяется параллельное соединение конденсаторов. Исключением признаётся случай использования оборудования с одной фазой на 220 В (фазное) и 380 В (линейное). Тогда под прибор ставится индивидуальная установка (или группа), компенсирующая реактивную мощность. В осветительных сетях конденсаторы по большей части ставят уже после выключателя по очевидным причинам. В прочих случаях – в зависимости от особенностей функционирования объекта.

Для напряжений 3, 6 и 10 кВ однофазные конденсаторы включаются обычной или двойной звездой (см. рис.). Один вывод бывает заземлен (глухозаземленная нейтраль). По этой причине допускается использование однофазных конденсаторов, включая с единственным изолированным выводом. В последнем случае нужно убедиться, что нулевой проводник выходит на корпус изделия.

Главный выключатель ставится в определённой секции защищаемого оборудования (территориально) и управляет цепью компенсации в общем, задействует или убирает дополнительное реактивное сопротивление. Если в конкретном секторе технологическое оборудование простаивает, главный выключатель разорвёт цепь компенсации. Конденсаторные установки обычно стоят в выделенном помещении вместе, электрически соединены параллельно. Перед каждой стоит выключатель цепи релейной регуляции для повышения или уменьшения общей ёмкости компенсаторов.

В зависимости от оборудования, используемого предприятием, объем реактивной мощности обусловливает помощь конденсаторных установок, гибко подстраиваемых под имеющиеся нужды. В итоге:

  1. Секции оборудования включены параллельно. Это легко понять, если представить бытовые приборы, питаемые одним удлинителем. Все включены параллельно. Но установлены, к примеру, в разных цехах, секторах и пр. Встречаются случаи, когда одна крупная энергетическая установка (допустим, генератор ГЭС) делится на сравнительно независимые секции.
  2. Конденсаторные установки включены параллельно, но, как правило, в одном месте, чтобы удавалось автоматически или вручную легко регулировать общую ёмкость посредством коммутации выключателей облегчённого типа. Один конденсатор может работать для компенсации реактивной мощности любой из секций либо сразу обеих.

Особенности конденсаторной защиты

Главные выключатели, как правило, используются при авариях и вырубают сразу целую секцию оборудования. Конденсаторные установки набираются в секции параллельным включением. Тогда главный выключатель сразу вырубит подобную «батарею». А прочие секции конденсаторных установок останутся в действии. Важно понять, что защитное оборудование, как и защищаемое, удаётся группировать разными методами. В зависимости от удобства и экономической обоснованности.

Облегчённые выключатели применяются, как правило, в цепях регуляции. Управляются через реле и повышают или понижают общую ёмкость конденсаторных установок. В качестве главного выключателя выбирается вакуумный или элегазовый.

Особенностью цепей выше 10 кВ считается использование однофазных конденсаторов, собираемых по схеме звезды или треугольника, в каждой ветви которых стоит параллельно-последовательная группа ёмкостей (см. рис.). При наличии изделий с высоким рабочим напряжением допустимо делать наоборот, применять последовательно-параллельно включение. Тогда рабочие напряжения конденсаторов выбираются так, чтобы количество групп, включенных друг за другом оказалось минимальным. Напряжение на каждом из элементов, естественно, увеличивается. Для справки: последовательное соединение конденсаторов.

Если сделать все по описанному распорядку, при выходе из строя любого элемента цепи компенсации реактивной мощности прочие продолжат работать в относительно щадящем режиме. Разумеется, параметры цепи нужно контролировать, а эксплуатирующий персонал, согласно методикам, ведёт проверку конденсаторных установок на исправность. При проектировании нужно учесть небольшую особенность:

Чем больше в цепи компенсации последовательных групп конденсаторов, тем сложнее для каждой обеспечить равномерное распределение напряжения. В частности, возможны частые перегрузки определённого сегмента.

Вдобавок сложные электрические соединения непросто проверять обслуживающему персоналу. Витиеватая схема плохо поддаётся монтажу, часты ошибки. Идеальным считается параллельное соединение конденсаторных блоков по каждой фазе. Тогда и монтировать легко, и методика проверки упрощается максимально.

Разряд конденсаторов

Включенные параллельно конденсаторы обладают большой ёмкостью, при прекращении работы на них остаётся заряд. Это возможно прочувствовать, если коснуться штекера только что выключенной старенькой дрели. В новых моделях фильтр устроен так, что цепь разряжается через резистор, и подобного не наблюдается.

Для снижения напряжения допустимо использовать и индуктивности, включенные параллельно конденсаторам. В этом случае сопротивление заземления переменному току весьма велико, а для постоянного – несложно преодолеть этот участок. В период работы оборудования ток здесь мал, потери невелики. После останова технологической линии заряд понемногу сливается через высокоомный резистор или индуктивность. Разумеется, не запрещено поставить в цепи заземления реле, замыкающее контакты только после выключения всех устройств. Конструкция дороже и требует автоматизации.

Процесс разряда цепи важен с точки зрения обеспечения безопасности. Представим: конденсатор, заряжённый от розетки, долго хранит разность потенциалов и представляет опасность для окружающих. В однофазных сетях с напряжением 220 В разряд выполняется через входные фильтры при условии, что корпус правильно заземлён. Сопротивление в цепи, включенной параллельно конденсаторам, определяется по формуле, представленной ниже.

Под Q подразумевается реактивная мощность установки в варах (ВАР), а Uф – фазное напряжение. Легко показать, что формула дана из расчёта времени разряда: Q зависит линейно от ёмкости, будучи перенесена в левую часть формулы, даст постоянную времени RC. За три таких периода батарея разряжается на 97%. Исходя из указанных условий можно найти и параметры индуктивности. А лучше – последовательно с нею включить резистор, как часто и делается в реальных схемах.

Соединение конденсаторов — презентация онлайн

1. Соединение конденсаторов

1 курс, 2 семестр

3. Параллельное соединение конденсаторов

Если к точкам включения непосредственно
присоединены пластины всех конденсаторов, то
такое соединение называется параллельным
соединением конденсаторов

4. Параллельное соединение конденсаторов

• общая емкость конденсаторов при
параллельном соединении равна сумме
емкостей всех соединенных конденсаторов.

5. Параллельное соединение конденсаторов

• Соединенные параллельно конденсаторы
находятся под одним и тем же напряжением,
равным U вольт, а общий заряд этих
конденсаторов равен q кулонов. При этом
каждый конденсатор соответственно получает
заряд q1, q2, q3 и т. д. Следовательно,
qобщ = q1 + q2 + q3 + . . .

6. Параллельное соединение конденсаторов

qобщ = CобщU,
а заряды q1 = С1U; q2 = С2U; q3 = С3U.
Подставив эти выражения в формулу, получим:
СобщU = С1U + С2U + С3U.
Разделив левую и правую части этого равенства
на равную для всех конденсаторов величину U,
после сокращения найдем: Собщ = С1 +С2 + С3;
Если С1=С2=С3 =…, то Собщ = С1n, гдеС1— емкость
одного конденсатора,
n — число конденсаторов.

7. Последовательное соединение конденсаторов

Если соединение конденсаторов в батарею
производится в виде цепочки и к точкам
включения в цепь непосредственно
присоединены пластины только первого и
последнего конденсаторов, то такое соединение
конденсаторов называется последовательным

8. Последовательное соединение конденсаторов

При последовательном соединении все конденсаторы
заряжаются одинаковым количеством электричества, так как
непосредственно от источника тока заряжаются только крайние
пластины (1 и 6), а остальные пластины (2, 3, 4 и 5) заряжаются
через влияние. При этом заряд пластины 2 будет равен по
величине и противоположен по знаку заряду пластины 1, заряд
пластины 3 будет равен по величине и противоположен по знаку
заряду пластины 2 и т. д.
Напряжения на различных конденсаторах будут, вообще говоря,
различными, так как для заряда одним и тем же количеством
электричества конденсаторов различной емкости всегда
требуются различные напряжения. Чем меньше емкость
конденсатора, тем большее напряжение необходимо для того,
чтобы зарядить этот конденсатор требуемым количеством
электричества, и наоборот.
Таким образом, при заряде группы конденсаторов, соединенных
последовательно, на конденсаторах малой емкости напряжения
будут больше, а на конденсаторах большой емкости — меньше.

9. Последовательное соединение конденсаторов

Uобщ = U1 + U2 + U3

10. Последовательное соединение конденсаторов

Для частного случая двух последовательно
соединенных конденсаторов формула для
вычисления их общей емкости будет иметь вид:

11.

Последовательное соединение конденсаторов Если последовательно соединены конденсаторы,
имеющие одинаковую емкость, то их общую
емкость можно вычислить по формуле

12. Последовательно-параллельное (смешанное) соединение конденсаторов

Последовательно-параллельным соединением
конденсаторов называется цепь имеющая в
своем составе участки, как с параллельным, так
и с последовательным соединением
конденсаторов.

14. Домашнее задание

1)Определите емкость батареи конденсаторов,
изображенной на рисунке. Емкость каждого
конденсатора 1 мкФ.
2) Два последовательно соединенных конденсатора
емкостями 2 и 4 мкФ присоединили к источнику
напряжением 180 В. Конденсаторы отсоединили
друг от друга и от источника и соединили
одноименно заряженными пластинами.
Определите установившееся напряжение.

15. Решение задач

• Три конденсатора одинаковой емкости
соединены параллельно друг другу в батарею.
Рассчитать емкость батареи конденсаторов,
если известно, что при подключении ее к
полюсам аккумулятора напряжением 12 В
заряд на обкладках каждого конденсатора
6×10-9 Кл.

16. Решение задач

• Найти электроемкость системы
конденсаторов, соединенных по схеме, показанной на рисунке C1 = C2 = C4= C5.

Последовательное и параллельное соединение конденсаторов

Все наверняка уже знают, что собой представляют последовательное и параллельное соединения.
Соединение, при котором конец одного устройства соединен с началом следующего, называется последовательным.

Последовательное соединение конденсаторов

При последовательном соединении конденсаторов, получаемая цепь выглядит следующим образом:

Эта схема состоит из следующих элементов:                                                                                          трех конденсаторов C1, C2, С3 и источника электрической энергии E.

Мы видим, что конденсаторы подключены по всем правилам последовательного соединения, то есть вывод конденсатора C1 соединён с началом конденсатора C2, ну а конец конденсатора C2 соединен с началом третьего конденсатора C3.
Стоит обратить внимание на то, как распределяются ёмкости каждого.

При таком соединении, все ёмкостя следующим образом.

Дело в том, что общая емкость всех включенных конденсаторов не будит превышать емкости любого из конденсаторов. Проще говоря, если в данной группе конденсаторов, будит конденсатор с наименьшей емкостью, например, в 100 миро фарад, то общая емкость трех конденсаторов не будит превышать этих ста микрофарад.
Общую емкость можно рассчитать по следующей формуле:

Если в цепи имеются всего лишь два последовательно соединенных конденсатора, то общая емкость определяется по формуле:

Параллельное соединение конденсаторов

При параллельном соединении, начала всех конденсаторов соединяются в одну точку, а концы в другую, как показано на рисунке ниже:


Так при параллельном соединении, емкости всех конденсаторов складываются:

То есть, емкость каждого конденсатора, включенного параллельно суммируется и получается одна большая емкость, которую можно на схеме представить одним конденсатором.

Это как два пишем один в уме, только в данном случаи один рисуем, а три в уме.

Смешанное соединение конденсаторов

Смешанное соединение конденсаторов выглядит следующим образом:


И представляет с собой различные сочетания параллельного и последовательного соединений.
Для вычисления общей емкости таких соединений, применяют метод замещения: все конденсаторы делят на последовательно и параллельно соединенные группы, рассчитывают ёмкость каждой группы в отдельности, так что в конце выйдет две параллельных или последовательных емкостей, которые можно без труда посчитать.
Например, дана следующая схема и следующие данные:


C1=0.4Ф
C2=0.8Ф
C3=0,73Ф
Необходимо найти общую емкость всех трех конденсаторов.
Как мы видим конденсаторы C1 и C2 соединены последовательно, а конденсатор C3 по отношению к первым двум параллельно.
Посчитав общую емкость последовательно соединенных конденсаторов C1 и C2, их можно представить, как один конденсатор C1,2.

Теперь нам не составит труда посчитать емкость двух параллельно соединенных конденсаторов, просто сложив их ёмкости.

Применения параллельного и последовательного соединений конденсаторов нашло свое применение в тех случаях, когда необходимо получить ту или иную величину емкости. Допустим у вас нет подходящего конденсатора, но есть куча других. Выполнив несколько не хитрых расчетов можно подобрать необходимую емкость.

параллельное и последовательное соединение, расчет необходимой емкости c примерами

Электрические конденсаторы широко используются в радиоэлектронной аппаратуре. Они лидируют по количеству применения в блоках аппаратуры и по некоторым критериям уступают лишь резисторам. Конденсаторы присутствуют в любом электронном устройстве и их потребность в современной электронике постоянно растет. Наряду с имеющейся широкой номенклатурой, продолжаются разработки новых типов, которые имеют улучшенные электрические и эксплуатационные характеристики.

Что такое конденсатор?

Конденсатором называется элемент электрической цепи, который состоит из проводящих электродов, изолированных друг от друга диэлектриком.

Конденсаторы отличают по емкости, а именно по отношению заряда к разности потенциалов, который передается этим зарядом.

В международной системе СИ за единицу емкости принимают емкость конденсатора с возрастанием потенциала на один вольт при сообщении заряда в один кулон. Эта единица называется фарадой. Она слишком велика для применения в практических целях. Поэтому принято использовать более мелкие единицы измерения, такие как пикофарад (пФ), нанофарад (нФ) и микрофарад (мкФ).

Группы по виду диэлектрика

Диэлектрики применяют для изоляции пластин друг от друга. Они изготавливаются из органических и неорганических материалов. Нередко, в качестве диэлектрика, применяют оксидные пленки металлов.

По виду диэлектрика элементы делят на группы:

  • органические;
  • неорганические;
  • газообразные;
  • оксидные.

Элементы с органическим диэлектриком изготавливают путем намотки тонких лент специальной бумаги или пленки. Также применяют комбинированный диэлектрик с фольговыми или металлизированными электродами. Такие элементы могут быть как высоковольтные (свыше 1600 В), так и низковольтные (до 1600 В).

В изделиях с неорганическим диэлектриком используют керамику, слюду, стекло и стеклокерамику, стеклоэмаль. Их обкладки состоят из тонкого слоя металла, который нанесен на диэлектрик путем металлизации. Бывают высоковольтные, низковольтные и помехоподавляющие.

В качестве газообразного диэлектрика используют сжатый газ (фреон, азот, элегаз), воздух или вакуум. По характеру изменения емкости и выполняемой функции такие элементы бывают постоянными и переменными.

Наибольшее распространение получили элементы с вакуумным диэлектриком. Они имеют большие удельные емкости (по сравнению с газообразным диэлектриком) и более высокую электрическую прочность. Элементы с вакуумным диэлектриком обладают стабильностью параметров при температурных изменениях окружающей среды.

Область применения – передающие устройства, работающие на коротких, средних и длинных волнах диапазонов с частотой до 30-80 МГц.

Элементы с оксидным диэлектриком бывают:

  • общего назначения;
  • пусковые;
  • импульсные;
  • неполярные;
  • высокочастотные;
  • помехоподавляющие.

Диэлектриком является оксидный слой, который наносится на анод электрохимическим путем.

Условные обозначения

Элементы обозначаются по сокращенной и полной системе.

При сокращенной системе наносятся буквы и цифры, где буквой обозначается подкласс, цифрой — группа в зависимости от применяемого диэлектрика. Третий элемент указывает регистрационный номер типа изделия.

При полном условном обозначении указываются параметры и характеристики в следующей последовательности:

  • условное обозначение конструктивного исполнения изделия;
  • номинальное напряжение изделия;
  • номинальная емкость изделия;
  • допустимое отклонение емкости;
  • температурная стабильность емкости изделия;
  • номинальная реактивная мощность изделия.

Подбор номинала

Конденсаторы могут соединяться друг с другом различными способами.

На практике нередко возникают ситуации, когда при монтаже схемы или замене неисправного элемента, приходится использовать ограниченное количество радиодеталей. Не всегда удается подобрать элементы нужного номинала.

В этом случае приходится применять последовательное и параллельное соединение конденсаторов.

Параллельное соединение конденсаторов

При параллельной схеме соединения, их суммарная величина составит сумму емкостей отдельных элементов. При этой схеме подключения все обкладки элементов соединяются по группам. Один из выводов каждого элемента соединяется в одну группу, а другой вывод в другую группу.

При этом напряжение на всех обкладках будет одинаково, потому что все группы подключены к одному источнику питания. Фактически получается одна емкость, суммарной величины всех емкостей в данной цепи.

Чтобы получить большую емкость, применяют параллельное соединение конденсатора.

Например, необходимо подключить двигатель с тремя фазами к однофазной сети 220 В. Для рабочего режима двигателя необходима емкость величиной в 135 мкФ. Ее найти очень трудно, но можно получить, применив параллельное соединение элементов на 5, 30 и 100 мкФ. В результате сложения получаем необходимую единицу в 135 мкФ.

Последовательно соединение конденсаторов

Последовательное соединение конденсаторов используют, если необходимо получить емкость меньшую емкости элемента. Такие элементы выдерживают более высокие напряжения. При последовательном соединении конденсаторов, обратная величина общей емкости равняется сумме обратных величин отдельных элементов. Для получения требуемой величины нужны определенные конденсаторы, последовательное соединение которых даст необходимую величину.

При последовательном соединении конденсаторов каждый его вывод соединяется с одним выводом другого элемента. Получается некая цепочка из последовательно соединенных конденсаторов, где крайние выводы подключаются к источнику питания.

Емкость общей батареи всегда меньше минимальной емкости элементов, входящих в нее. То есть, половина от емкости каждой из этих емкостей.

При последовательном соединении конденсаторов увеличивается расстояние между обкладками элементов.

Например, при последовательном соединении двух элементов напряжением 200 В можно смело включать в схему напряжением до 1000 В.

Данный метод соединения используется гораздо реже, потому что емкости такой величины и рабочего напряжения можно приобрести в магазинах.

Таким образом, зная принцип общего расчета параллельного и последовательного соединения конденсаторов, всегда можно выйти из затруднительного положения, имея под рукой ограниченное количество номиналов.

Параллельное соединение емкостей — советы электрика

Параллельное соединение емкостей

Отдельные конденсаторы могут быть соединены друг с другом различным образом. При этом во всех случаях можно найти емкость некоторого равнозначного конденсатора, который может заменить ряд соединенных между собой конденсаторов.

Для равнозначного конденсатора выполняется условие: если подводимое к обкладкам равнозначного конденсатора напряжение равно напряжению, подводимому к крайним зажимам группы конденсаторов, то равнозначный конденсатор накопит такой же заряд, как и группа конденсаторов.

Параллельное соединение конденсаторов

На рис. 1 изображено параллельное соединение нескольких конденсаторов. В этом случае напряжения, подводимые к отдельным конденсаторам, одинаковы: U1 = U2 = U3 = U. Заряды на обкладках отдельных конденсаторов: Q1 = C1U. Q 2 = C 2 U. Q 3 = C 3 U. а заряд, полученный от источника Q = Q1 + Q2 + Q3.

Рис. 1. Схема параллельного соединения конденсаторов

Общая емкость равнозначного (эквивалентного) конденсатора:

C = Q / U = (Q1 + Q2 + Q3) / U = C1 + C2 + C3.

т. е. при параллельном соединении конденсаторов общая емкость равна сумме емкостей отдельных конденсаторов.

Рис. 2. Способы соединения конденсаторов

Последовательное соединение конденсаторов

Обратите внимание

При последовательном соединении конденсаторов (рис. 3) на обкладках отдельных конденсаторов электрические заряды по величине равны: Q1 = Q2 = Q3 = Q

Действительно, от источника питания заряды поступают лишь на внешние обкладки цепи конденсаторов, а на соединенных между собой внутренних обкладках смежных конденсаторов происходит лишь перенос такого же по величине заряда с одной обкладки на другую (наблюдается электростатическая индукция), поэтому и на них по- являются равные и разноименые электрические заряды.

Рис. 3. Схема последовательного соединения конденсаторов

Напряжения между обкладками отдельных конденсаторов при их последовательном соединении зависят от емкостей отдельных конденсаторов: U1 = Q/C1. U1 = Q/C 2, U1 = Q/C 3, а общее напряжение U = U1 + U2 + U3

Общая емкость равнозначного (эквивалентного) конденсатора C = Q / U = Q / ( U1 + U2 + U3 ), т. е. при последовательном соединении конденсаторов величина, обратная общей емкости, равна сумме обратных величин емкостей отдельных конденсаторов.

Формулы эквивалентных емкостей аналогичны формулам эквивалентных проводимостей.

Пример 1. Три конденсатора, емкости которых C1 = 20 мкф, С2 = 25 мкф и С3 = 30 мкф, соединяются последовательно, необходимо определить общую емкость.

Общая емкость определяется из выражения 1/С = 1/С1 + 1/С2 + 1/С3 = 1/20 + 1/25 + 1/30 = 37/300, откуда С ≈ 8,11 мкф.

Пример 2. 100 конденсаторов емкостью каждый 2 мкф соединены параллельно. Определить общую емкость. Общая емкость С = 100 Ск = 200 мкф.

Статьи и схемы

Полезное для электрика

Схемы соединения конденсаторов: параллельное, последовательное

Конденсаторы, как и резисторы, можно соединять последовательно и параллельно. Рассмотрим соединение конденсаторов: для чего применяются каждая из схем, и их итоговые характеристики.

Параллельное соединение конденсаторов

Параллельное соединение конденсаторов

Эта схема – самая распространенная. В ней обкладки конденсаторов соединяются между собой, образуя эквивалентную емкость, равную сумме соединяемых емкостей.

При параллельном соединении электролитических конденсаторов необходимо, чтобы между собой соединялись выводы одной полярности.

Особенность такого соединения – одинаковое напряжение на всех соединяемых конденсаторах. Номинальное напряжение группы параллельно соединенных конденсаторов равно рабочему напряжению конденсатора группы, у которого оно минимально.

Важно

Токи через конденсаторы группы протекают разные: через конденсатор с большей емкостью потечет больший ток.

На практике параллельное соединение применяется для получения емкости нужной величины, когда она выходит за границы диапазона, выпускаемого промышленностью, или не укладываются в стандартный ряд емкостей. В системах регулирования коэффициента мощности (cos ϕ) изменение емкости происходит за счет автоматического подключения или отключения конденсаторов в параллель.

Последовательное соединение конденсаторов

Последовательное соединение конденсаторов

При последовательном соединении обкладки конденсатором соединяются друг к другу, образуя цепочку. Крайние обкладки подключаются к источнику, а ток по всем конденсаторам группы потечет одинаковый.

Эквивалентная емкость последовательно соединенных конденсаторов ограничена самой маленькой емкостью в группе. Объясняется это тем, что как только она полностью зарядится, ток прекратится. Подсчитать общую емкость двух последовательно соединенных конденсаторов можно по формуле

Но применение последовательного соединения для получения нестандартных номиналов емкостей не так распространено, как параллельного.

При последовательном соединении напряжение источника питания распределяется между конденсаторами группы. Это позволяет получить батарею конденсаторов, рассчитанную на большее напряжение. чем номинальное напряжение входящих в нее компонентов. Так из дешевых и небольших по размерам конденсаторов изготавливаются блоки, выдерживающие высокие напряжения.

Еще одна область применения последовательного соединения конденсаторов связана с перераспределением напряжений между ними. Если емкости одинаковы, напряжение делится пополам, если нет – на конденсаторе большей емкости напряжение получается большим. Устройство, работающее на этом принципе, называют емкостным делителем напряжения .

Смешанное соединение конденсаторов

Пример смешанного соединения конденсаторов

Такие схемы существуют, но в устройствах специального назначения, требующие высокой точности получения величины емкости, а также для их точной настройки.

Оцените качество статьи. Нам важно ваше мнение:

Соединение конденсаторов

Как правильно соединять конденсаторы?

У многих начинающих любителей электроники в процессе сборки самодельного устройства возникает вопрос: “Как правильно соединять конденсаторы?”

Казалось бы, зачем это надо, ведь если на принципиальной схеме указано, что в данном месте схемы должен быть установлен конденсатор на 47 микрофарад, значит, берём и ставим. Но, согласитесь, что в мастерской даже заядлого электронщика может не оказаться конденсатора с необходимым номиналом!

Похожая ситуация может возникнуть и при ремонте какого-либо прибора. Например, необходим электролитический конденсатор ёмкостью 1000 микрофарад, а под рукой лишь два-три на 470 микрофарад. Ставить 470 микрофарад, вместо положенных 1000? Нет, это допустимо не всегда. Так как же быть? Ехать на радиорынок за несколько десятков километров и покупать недостающую деталь?

Как выйти из сложившейся ситуации? Можно соединить несколько конденсаторов и в результате получить необходимую нам ёмкость. В электронике существует два способа соединения конденсаторов: параллельное и последовательное .

В реальности это выглядит так:

Принципиальная схема параллельного соединения

Принципиальная схема последовательного соединения

Также можно комбинировать параллельное и последовательное соединение. Но на практике вам вряд ли это пригодиться.

Как рассчитать общую ёмкость соединённых конденсаторов?

Помогут нам в этом несколько простых формул. Не сомневайтесь, если вы будете заниматься электроникой, то эти простые формулы рано или поздно вас выручат.

Общая ёмкость параллельно соединённых конденсаторов:

С1 – ёмкость первого;

С2 – ёмкость второго;

С3 – ёмкость третьего;

СN – ёмкость N -ого конденсатора;

Cобщ – суммарная ёмкость составного конденсатора.

Как видим, при параллельном соединении ёмкости нужно всего-навсего сложить!

Внимание! Все расчёты необходимо производить в одних единицах. Если выполняем расчёты в микрофарадах, то нужно указывать ёмкость C1 . C2 в микрофарадах. Результат также получим в микрофарадах. Это правило стоит соблюдать, иначе ошибки не избежать!

Чтобы не допустить ошибку при переводе микрофарад в пикофарады, а нанофарад в микрофарады, необходимо знать сокращённую запись численных величин. Также в этом вам поможет таблица. В ней указаны приставки, используемые для краткой записи и множители, с помощью которых можно производить пересчёт. Подробнее об этом читайте здесь .

Ёмкость двух последовательно соединённых конденсаторов можно рассчитать по другой формуле. Она будет чуть сложнее:

Внимание! Данная формула справедлива только для двух конденсаторов! Если их больше, то потребуется другая формула. Она более запутанная, да и на деле не всегда пригождается .

Или то же самое, но более понятно:

Совет

Если вы проведёте несколько расчётов, то увидите, что при последовательном соединении результирующая ёмкость будет всегда меньше наименьшей, включённой в данную цепочку. Что это значить? А это значит, что если соединить последовательно конденсаторы ёмкостью 5, 100 и 35 пикофарад, то общая ёмкость будет меньше 5.

В том случае, если для последовательного соединения применены конденсаторы одинаковой ёмкости, эта громоздкая формула волшебным образом упрощается и принимает вид:

Здесь, вместо буквы M ставиться количество конденсаторов, а C1 – его ёмкость.

Стоит также запомнить простое правило:

При последовательном соединении двух конденсаторов с одинаковой ёмкостью результирующая ёмкость будет в два раза меньше ёмкости каждого из них.

Таким образом, если вы последовательно соедините два конденсатора, ёмкость каждого из которых 10 нанофарад, то в результате она составит 5 нанофарад.

Не будем пускать слов по ветру, а проверим конденсатор. замерив ёмкость, и на практике подтвердим правильность показанных здесь формул.

Возьмём два плёночных конденсатора. Один на 15 нанофарад (0,015 мкф.),а другой на 10 нанофарад (0,01 мкф.) Соединим их последовательно. Теперь возьмём мультиметр Victor VC9805+ и замерим суммарную ёмкость двух конденсаторов. Вот что мы получим (см. фото).

Замер ёмкости при последовательном соединении

Ёмкость составного конденсатора составила 6 нанофарад (0,006 мкф.)

А теперь проделаем то же самое, но для параллельного соединения. Проверим результат с помощью того же тестера (см. фото).

Измерение ёмкости при параллельном соединении

Как видим, при параллельном соединении ёмкость двух конденсаторов сложилась и составляет 25 нанофарад (0,025 мкф.).

Что ещё необходимо знать, чтобы правильно соединять конденсаторы?

Во-первых, не стоит забывать, что есть ещё один немаловажный параметр, как номинальное напряжение.

При последовательном соединении конденсаторов напряжение между ними распределяется обратно пропорционально их ёмкостям. Поэтому, есть смысл при последовательном соединении применять конденсаторы с номинальным напряжением равным тому, которое имеет конденсатор, взамен которого мы ставим составной.

Если же используются конденсаторы с одинаковой ёмкостью, то напряжение между ними разделится поровну.

Для электролитических конденсаторов

При соединении электролитических конденсаторов (электролитов) строго соблюдайте полярность! При параллельном соединении всегда подключайте минусовой вывод одного конденсатора к минусовому выводу другого,а плюсовой вывод с плюсовым.

Параллельное соединение электролитов

Схема параллельного соединения

В последовательном соединении электролитов ситуация обратная. Необходимо подключать плюсовой вывод к минусовому. Получается что-то вроде последовательного соединения батареек .

Последовательное соединение электролитов

Схема последовательного соединения

Также не забывайте про номинальное напряжение. При параллельном соединении каждый из задействованных конденсаторов должен иметь то номинальное напряжение, как если бы мы ставили в схему один конденсатор.

Обратите внимание

То есть если в схему нужно установить конденсатор с номинальным напряжением на 35 вольт и ёмкостью, например, 200 микрофарад, то взамен его можно параллельно соединить два конденсатора на 100 микрофарад и 35 вольт.

Если хоть один из них будет иметь меньшее номинальное напряжение (например, 25 вольт), то он вскоре выйдет из строя.

Желательно, чтобы для составного конденсатора подбирались конденсаторы одного типа (плёночные, керамические, слюдяные, металлобумажные). Лучше всего будет, если они взяты из одной партии, так как в таком случае разброс параметров у них будет небольшой.

Конечно, возможно и смешанное (комбинированное) соединение, но в практике оно не применяется (я не видел ). Расчёт ёмкости при смешанном соединении обычно достаётся тем, кто решает задачи по физике или сдаёт экзамены

Источник: http://electricremont.ru/parallelnoe-soedinenie-emkostej.html

Способы подключения конденсаторов в электрическую цепь

Схемы в электротехнике состоят из электрических элементов, в которых способы соединения конденсаторов могут быть разными. Надо понимать, как правильно подключить конденсатор. Отдельные участки цепи с подключенными конденсаторами можно заменить одним эквивалентным элементом.

Он заменит ряд конденсаторов, но должно выполняться обязательное условие: когда напряжение, подводимое к обкладкам эквивалентного конденсатора, равняется напряжению на входе и выходе группы заменяющихся конденсаторов, тогда заряд емкости будет такой же, как и на группе емкостей.

Для понимания вопроса, как подключить конденсатор в любой схеме, рассмотрим виды его включения.

Параллельное включение конденсаторов в цепь

Параллельное соединение конденсаторов — это когда все пластины подключаются к точкам включения цепи, образовывая батарею емкостей.

Параллельное соединение конденсаторов:

Параллельное соединение конденсаторов

Разность потенциалов на пластинах накопителей емкости будет одинаковая, так как они все заряжаются от одного источника тока. В этом случае каждый заряжающийся конденсатор имеет собственный заряд при одинаковой величине, подводимой к ним энергии.

Параллельные конденсаторы, общий параметр количества заряда полученной батареи накопителей, рассчитывается, как сумма всех зарядов, помещающихся на каждой емкости, потому что каждый заряд емкости не зависит от заряда другой емкости, входящей в группу конденсаторов, параллельно включенных в схему.

При параллельном соединении конденсаторов емкость равняется:

Формула и расшифровка

Из представленной формулы можно сделать вывод, что всю группу накопителей можно рассматривать как один равноценный им конденсатор.

Конденсаторы, соединенные параллельно, имеют напряжение:

Формула

Последовательное включение конденсаторов в цепь

Когда в схеме выполнено последовательное соединение конденсаторов, оно выглядит как цепочка емкостных накопителей, где пластина первого и последнего накопителя емкости (конденсатора) подключены к источнику тока.

Последовательное соединение конденсатора:

Формула

При последовательном соединении конденсаторов все устройства этого участка берут одинаковое количество электроэнергии, потому что в процессе участвует первая и последняя пластинка накопителей, а пластины 2, 3 и другие до N проходят зарядку посредством влияния.

По этой причине заряд пластины 2 накопителя емкости равняется по значению заряду 1 пластины, но имеет обратный знак. Заряд пластины накопителя 3 равняется значению заряда пластины 2, но так же с обратным знаком, все последующие накопители имеет аналогичную систему заряда.

Формула нахождения заряда на конденсаторе, схема подключения конденсатора:

Последовательное соединение конденсаторов

Когда выполняется последовательное соединение конденсаторов, напряжение на каждом накопители емкости будет различное, так как в зарядке одинаковым количеством электрической энергии участвуют разные емкости.

Зависимость емкости от напряжения такова: чем она меньше, тем большее напряжение необходимо подать на пластины накопителя для его зарядки. И обратная величина: чем выше емкость накопителя, тем меньше требуется напряжения для его зарядки.

Можно сделать вывод, что емкость последовательно соединенных накопителей имеет значение для величины напряжения на пластинах — чем она меньше, тем больше напряжения требуется, а также накопители большой емкости требуют меньшего напряжения.

В жизни подробные знания о смешанном соединении могут только пригодится радиолюбителям, поэтому не буду на этом подробно останавливаться.

Из следующей статьи Вы узнаете как правильно проверить и определить емкость конденсатора.

Источник: http://jelektro.ru/elektricheskie-terminy/soedinenie-kondensatorov.html

Соединение конденсаторов: последовательное, параллельное и смешанное

В электротехнике существуют различные варианты подключения электрических элементов. В частности, существует последовательное, параллельное или смешанное соединение конденсаторов, в зависимости от потребностей схемы. Рассмотрим их.

Параллельное соединение

Параллельное соединение характеризуется тем, что все пластины электрических конденсаторов присоединяются к точкам включения и образовывают собой батареи. В таком случае, во время заряда конденсаторов каждый из них будет иметь различное число электрических зарядов при одинаковом количестве подводимой энергии

Схема параллельного крепления

Емкость при параллельной установке рассчитывается исходя из емкостей всех конденсаторов в схеме. При этом, количество электрической энергии, поступающей на все отдельные двухполюсные элементы цепи, можно будет рассчитать, суммировав сумму энергии, помещающейся в каждый конденсатор. Вся схема, подключенная таким образом, рассчитывается как один двухполюсник.

Cобщ = C1 + C2 + C3

Схема – напряжение на накопителях

В отличие от соединения звездой, на обкладки всех конденсаторов попадает одинаковое напряжение. Например, на схеме выше мы видим, что:

VAB = VC1 = VC2 = VC3 = 20 Вольт

Последовательное соединение

Здесь к точкам включения присоединяются контакты только первого и последнего конденсатора.

Схема – схема последовательного соединения

Главной особенностью работы схемы является то, что электрическая энергия будет проходить только по одному направлению, значит, что в каждом из конденсаторов ток будет одинаковым.

В такой цепи для каждого накопителя, независимо от его емкости, будет обеспечиваться равное накопление проходящей энергии.

Нужно понимать, что каждый из них последовательно соприкасается со следующим и предыдущим, а значит, емкость при последовательном типе может воспроизводиться энергией соседнего накопителя.

Формула, которая отражает зависимость тока от соединения конденсаторов, имеет такой вид:

Важно

i = ic1 = ic2 = ic3 = ic4, то есть токи проходящие через каждый конденсатор равны между собой.

Следовательно, одинаковой будет не только сила тока, но и электрический заряд. По формуле это определяется как:

Qобщ= Q1 = Q2 = Q3

А так определяется общая суммарная емкость конденсаторов при последовательном соединении:

1/Cобщ = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3

Видео: как соединять конденсаторы параллельным и последовательным методом

Смешанное подключение

Но, стоит учитывать, что для соединения различных конденсаторов необходимо учитывать напряжение сети. Для каждого полупроводника этот показатель будет отличаться в зависимости от емкости элемента.

Отсюда следует, что отдельные группы полупроводниковых двухполюсников малой емкости будут при зарядке становиться больше, и наоборот, электроемкость большого размера будет нуждаться в меньшем заряде.

Схема: смешанное соединение конденсаторов

Существует также смешанное соединение двух и более конденсаторов.

Здесь электрическая энергия распределяется одновременно при помощи параллельного и последовательного подключения электролитических элементов в цепь. Эта схема имеет несколько участков с различным подключением конденсирующих двухполюсников.

Иными словами, на одном цепь параллельно включена, на другом – последовательно. Такая электрическая схема имеет ряд достоинств сравнительно с традиционными:

  1. Можно использовать для любых целей: подключения электродвигателя, станочного оборудования, радиотехнических приборов;
  2. Простой расчет. Для монтажа вся схема разбивается на отдельные участки цепи, которые рассчитываются по отдельности;
  3. Свойства компонентов не изменяются независимо от изменений электромагнитного поля, силы тока. Это очень важно при работе с разноименными двухполюсниками. Ёмкость постоянна при постоянном напряжении, но, при этом, потенциал пропорционален заряду;
  4. Если требуется собрать несколько неполярных полупроводниковых двухполюсников из полярных, то нужно взять несколько однополюсных двухполюсника и соединить их встречно-параллельным способом (в треугольник). Минус к минусу, а плюс к плюсу. Таким образом, за счет увеличения емкости изменяется принцип работы двухполюсного полупроводника.

Источник: https://www.asutpp.ru/soedinenie-kondensatorov.html

Секреты эксплуатации аккумуляторов при параллельном и последовательном соединении © Солнечные.RU

Если необходимо получить напряжение блока аккумуляторов 24 Вольта, применяется последовательное соединение. Для последовательного соединения обязательно нужно использовать аккумуляторные батареи одинаковой ёмкости, одинаковой модели и желательно одной даты выпуска (с одинаковым датакодом).

При последовательном соединении необходимо раз в полгода проверять напряжение на каждой АКБ.

Совет

Если напряжения равны или отличаются менее чем на 0,1 Вольта, например 12,80 и 12,86 Вольта, то это значит, что аккумуляторы сбалансированы и можно продолжать их дальнейшую эксплуатацию.

Однако, даже в этом случае необходимо не реже одного раза в полгода проводить выравнивающий заряд для выравнивания напряжений на двухвольтовых банках аккумуляторов.

Со временем может произойти разбалансировка состояний заряда, т.е. появится значительная разница между напряжениями на каждой АКБ в последовательной цепи. При разбалансировке более 0,1 Вольта рекомендуется проводить балансировку, т.е. выравнивание уровня заряда. При разбалансировке более 0,2 Вольта — балансировка обязательна.

Проведение процедуры балансировки предотвратит перезаряд одного из аккумуляторов и недозаряд второго, что в итоге положительно скажется на их сроке службы.

Самый простой способ балансировки — проведение цикла выравнивающего заряда при повышенном напряжении заряда в течение 24 часов. Напряжение выравнивающего заряда для всех серий АКБ Delta составляет 2,4 Вольта на двухвольтовую банку или 14,4 Вольта для АКБ на 12 Вольт или 28,8 Вольт для АКБ на 24 Вольта. Напряжение выравнивающего заряда для других марок АКБ уточняйте у производителя.

Если выравнивающий заряд не помогает, то отбалансировать АКБ можно, например, при помощи зарядного устройства от сети 220 Вольт, проведя выравнивающий заряд обеих АКБ по отдельности.

Если при повторной проверке разбалансировка снова будет более 0,1 Вольта, то нужно повторить подзаряд только АКБ с меньшим напряжением.

Для автоматической балансировки существуют специальные устройства — балансиры.

Если необходимо увеличить емкость аккумуляторов 12 Вольт, применяется параллельное соединение.

Для параллельного соединения рекомендуется использовать аккумуляторные батареи одинаковой ёмкости и одинаковой модели.

Обратите внимание

Однако, возможно использование и разных моделей и даже разных емкостей, но при этом зарядные токи будут распределяться неравномерно, что может привести к сокращению срока службы АКБ.

При параллельном соединении важно подключать нагрузку “по диагонали”, как это видно на рисунке выше. Такое подключение совместно с применением перемычек одинаковой длины позволит сбалансировать зарядные и разрядные токи каждого аккумулятора, что приведет к продлению срока службы АКБ.

Если нужно собрать батарею большой ёмкости на напряжение 24 Вольта, то применяется последовательно-параллельное соединение аккумуляторов. При этом нужно принять во внимание и рекомендации по последовательному соединению и по параллельному соединению АКБ.

Источник: https://www.solnechnye.ru/akkumulyatory/rekomendacii-po-ekspluatacii-akkumulyatorov-parallelno-posledovatelno.htm

Последовательная и параллельная конфигурация соединения аккумулятров

Категория: Поддержка по аккумуляторным батареямОпубликовано 10.04.

2016 14:30Автор: Abramova Olesya

Электрические батареи могут достигать необходимого рабочего напряжения путем последовательного подсоединения нескольких элементов – каждый элемент добавляет свой показатель напряжения к общему напряжению всей системы.

Параллельное же соединение обеспечит более высокий показатель емкости и силы тока – суммарная емкость такой системы будет равна сумме емкостей всех подключенных элементов, сила тока также будет равняться сумме значений всех элементов.

Некоторые системы могут состоять из нескольких параллельных или последовательных соединений.

Аккумуляторы для портативных компьютеров обычно состоят из четырех 3,6 В литий-ионных элементов, соединенных последовательно для обеспечения напряжения 14,4 В и двух соединенных параллельно для увеличения емкости от 2400 мАч до 4800 мАч.

Такая конфигурация называется 4S2P, что соответственно и расшифровывается как 4 Serial 2 Parallel (что в переводе с английского – 4 последовательных и 2 параллельных соединения). Между такими элементами в аккумуляторе обязательно присутствует изоляционный материал, во избежание короткого замыкания.

Элементы большинства электрохимических систем способны к последовательному и параллельному соединению.

Важно использовать элементы одного типа, с одинаковым напряжением и емкостью, и никогда не формировать соединение из элементов разных марок и размеров, так как более слабый элемент вызовет дисбаланс всей системы.

Это особенно важно при последовательном соединении, так как вся система будет зависеть от самого слабого элемента. В этом случае уместна аналогия с цепью, где слабое звено нивелирует прочность всей цепи (рисунок 1).

Рисунок 1: Сравнение последовательного соединения электрических батарей с цепью. Каждое звено этой цепи можно сравнить с электрохимическим элементом питания в последовательно соединенной системе, слабость звена или элемента приведет к коллапсу всей системы.

Важно

Слабый элемент может выявиться не сразу, при щадящих режимах работы нагрузка на него не велика, однако при возрастании нагрузки он исчерпывает свой ресурс очень быстро.

При зарядке такой элемент полностью заряжается быстрее других, следовательно, остальное время на него действует излишняя зарядка, что приводит к вредному перезаряду. При разряде же он выходит из строя первым, заставляя остальные элементы питать нагрузку, уже превышающую номинал всей системы.

Элементы в аккумуляторных системах обязательно должны иметь одинаковые характеристики, особенно в условиях высоких нагрузок.

Система из одного электрохимического элемента питания является простейшим примером электрической батареи. Такая система не требует предварительного согласования, а защитная схема, в случае если это литий-ионная технология, крайне проста.

Типичными примерами таких систем являются 3,60 В литий-ионные аккумуляторы для мобильных телефонов и планшетов. Другим примером использования одноэлементных батарей являются настенные часы, где чаще всего используется 1,5 В щелочная батарейка.

Номинальное напряжение элемента на основе никеля составляет 1,2 В, щелочной — 1,5 В, серебряно-оксидной — 1,6 В, а свинцово-кислотной — 2,0 В. Первичные литиевые элементы обеспечивают напряжение в диапазоне от 3,0 до 3,9 В, в их числе литий-ионные — 3,6 В, литий-фосфатные — 3,2 В, литий-титанатные — 2,4 В.

Литий-марганцевая и другие электрохимические системы на основе лития часто могут обеспечить напряжение элемента на уровне 3,7 В и выше.

Это связано не столько с электрохимическими аспектами, сколько является следствием оптимизации под более высокий показатель количества ватт-часов путем уменьшения внутреннего сопротивления элемента.

Но в основном, элементы этой электрохимической системы производятся со стандартным показателем напряжения в 3,6 В.

Портативное оборудование, требующее высоких значений напряжения, использует в качестве источника питания два или больше электрических элемента, соединенных последовательно. На рисунке 2 показан батарейный блок из четырех 1,2 В никелевых элементов, соединенных последовательно.

Такой блок создан для получения напряжения 4,8 В и известен как 4S. Для сравнения, свинцово-кислотный аккумулятор с шестью 2 В элементами (“банками”) будет генерировать 12 В, а четыре 3,6 В литий-ионных элемента дадут 14,4 В.

(BU-303: Номинальное напряжение аккумулятора)

Рисунок 2: Последовательное соединение четырех элементов (4S). Последовательное присоединение элемента увеличит напряжение, сила тока останется неизменной.

Если вам нужно особое значение напряжения, например, 9,5 вольт, последовательно подключите пять свинцово-кислотных, восемь никель-металл-гидридных или никель-кадмиевых, или три литий-ионных элемента.

Конечное напряжение батарейного блока может быть немного большим, чем номинальное устройства, приложение 12 В вместо 9,5 В позволит его эксплуатировать.

Большинство устройств, рассчитанных на питание электрическими батареями, могут выдерживать некоторое превышение номинального напряжения, но не следует этим злоупотреблять, слишком большое превышение напряжения может повредить устройство.

Совет

Использование электрической батареи с высоким напряжением позволяет уменьшить потери и увеличить КПД. Беспроводные инструменты работают на 12 В и 18 В аккумуляторах, более высококлассные используют даже 24 В и 36 В. Большинство электровелосипедов комплектуются 36 В литий-ионным аккумулятором, некоторые даже идут с 48 В.

Существуют инициативы в автомобильной промышленности по поводу увеличения напряжения стартерного аккумулятора с 12 В (14В) до 36 В (42 В), путем размещения в аккумуляторе 18 свинцово-кислотных элементов (“банок”).

Но этой инициативе препятствует необходимость изменения свойств электрических компонентов в автомобиле и повышенный риск возникновения искр в механических переключателях.

Некоторые гибридные автомобили работают на 48 В литий-ионном аккумуляторе и в дополнение к этому используют преобразователь напряжения для получения стандартных 12 вольт для электрической системы автомобиля.

Также возможен вариант с отдельной установкой стандартного стартерного аккумулятора для запуска двигателя внутреннего сгорания. Первые гибридные автомобили использовали 148 В аккумуляторы, электромобили имеют аккумуляторную систему напряжением 450-500 В.

Такая система состоит из более чем 100 литий-ионных элементов, соединенных последовательно.

Аккумуляторные системы высокого напряжения требуют тщательного согласования элементов, особенно при подключении к сильной нагрузке или при работе в низкотемпературных условиях.

Так как в таких последовательно соединенных системах выход из строя всего лишь одного элемента приводит к коллапсу всей системы, существуют специальная система защиты, которая выявляет неисправный элемент и позволяет “обходить” его.

Обратите внимание

Такой метод конечно же уменьшает общее напряжение системы, но как временное решение весьма практичен, и главное позволяет всей системе сохранить работоспособность.

Согласование элементов становится проблемой при необходимости замены неисправного элемента в устаревшей аккумуляторной системе.

Более современные элементы, как правило, имеют более высокую емкость, в результате чего в такой системе может возникнуть дисбаланс.

Сварная конструкция аккумуляторной системы также усложняет ремонт, и в связи с этим чаще всего вся аккумуляторная система меняется полностью.

В электромобилях, где цена аккумуляторной системы составляет весомую часть от стоимости всего транспортного средства, полная замена этой системы видится абсурдной. Поэтому производители делят аккумуляторную систему на модули, каждый из которых состоит из определенного числа элементов.

И если такой элемент выйдет из строя, замена будет необходима не всей системе, а определенному модулю. Возникновение трудностей возможно в случае, если доступны только новые модули, укомплектованные более современными элементами.

(Смотрите: Как восстановить аккумуляторную систему).

На рисунке 3 показан батарейный блок, в котором элемент-3 производит только 0,6 В вместо 1,20 В. С пониженным общим напряжением этот батарейный блок разрядится раньше обычного. Напряжение будет проседать, и в конце концов питаемое устройство отключится.

Рисунок 3: Последовательное соединение с неисправным элементом. Неисправный элемент-3 понижает общее напряжение и приводит к преждевременному прекращению работы подключенного устройства.

Аккумуляторные системы в беспилотных летательных аппаратах или других устройствах, требующих высокие токи нагрузки, часто демонстрируют неожиданное падение напряжения, если один элемент в системе является слабым.

Важно

Пиковые нагрузки увеличивают стресс на аккумуляторную систему, вызывая коллапс еще быстрее.

Измерение напряжения сразу после зарядки не поможет для идентификации слабого элемента – его напряжение без нагрузки будет относительно нормальным; для решения этой проблемы существуют специальные анализаторы электрических батарей.

Если для устройства требуется высокое значение силы тока и удовлетворить это требование одним элементом невозможно, следует использовать параллельное соединение элементов.

Большинство электрохимических систем позволяют использование параллельной конфигурации подсоединения, но с некоторыми побочными эффектами. На рисунке 4 показаны четыре параллельно соединенных элемента, такая конфигурация еще называется 4P (4 Parallel).

Напряжение этой системы остается 1,20 В, но сила тока и емкость увеличены в четыре раза.

Рисунок 4: Параллельное соединение четырех электрических элементов. Благодаря параллельной конфигурации подсоединения сила тока и емкость увеличиваются, напряжение же остается неизменным.

Выход из строя единичного элемента при параллельном соединении не столь критично, как при последовательном. Такая проблема конечно уменьшит нагрузочные характеристики всей системы, но хотя бы не выведет ее из строя.

Можно провести аналогию с цилиндрами двигателя внутреннего сгорания – автомобиль сможет ехать и на трех цилиндрах, даже если у него их всего четыре.

С другой стороны, при наличии неисправного элемента в параллельных системах существует больший риск возникновения короткого замыкания, так как такой элемент как бы высасывает энергию из других, в результате чего возрастает риск возгорания. Большинство таких коротких замыканий довольно умеренны и проявляются в виде повышенного саморазряда.

Причиной короткого замыкания может быть поляризация или возникновение дендритов в элементе. Большие аккумуляторные системы часто снабжены предохранителем, который отключает неисправный элемент из параллельной цепи, если он был закорочен. На рисунке 5 показана параллельная конфигурация с одним неисправным элементом.

Рисунок 5: Параллельное соединение с одним неисправным элементом. Слабый элемент не повлияет на напряжение всей системы, но уменьшит общее время работы за счет уменьшения емкости системы. Закороченный элемент может вызвать перегрев и стать причиной возникновения пожара.

Последовательно-параллельная конфигурация подсоединения элементов, показанная на рисунке 6, предоставляет большую гибкость конструкции, с ее помощью можно создать систему с желаемыми значениями напряжения и тока, используя стандартные элементы.

Суммарная мощность будет произведением значений напряжения и силы тока, например, четыре 1,2 В элемента емкостью 1000 мАч производят 4,8 Вт мощности. Четыре элемента типоразмера 18650 емкостью 3000 мАч каждый могут быть соединены последовательно-параллельно для достижения 7,2 В и 12 Вт.

Использование тонких элементов позволит сконструировать гибкую аккумуляторную систему, но ей будет необходима система защиты.

Рисунок 6: Последовательно-параллельное соединение четырех элементов (2S2P). Такая конфигурация обеспечивает максимальную гибкость конструкции. Параллельные элементы помогают в управлении напряжением.

Совет

Литий-ионные элементы отлично подходят для последовательно-параллельных конфигураций, но необходим мониторинг каждого элемента – для соответствия значений напряжения и силы тока.

Такой мониторинг реализуется аппаратно – путем создания электронного устройства, стандартный образец которого может контролировать систему из 13 литий-ионных элементов.

Для больших аккумуляторных систем создаются специальные схемы, например, как в электромобиле Tesla, где аккумуляторная система состоит из 7000 элементов типоразмера 18650, суммарная мощность которых достигает 90 кВт/ч.

  • Держите контакты элементов в чистоте. Конфигурация с четырьмя элементами имеет восемь контактов и каждый добавляет сопротивление.
  • Никогда не смешивайте разнотипные элементы, если вышел из строя один, и ему нет аналогичной замены, то необходимо заменить все. Общая производительность настолько хороша, насколько этому соответствует самый слабый элемент.
  • Соблюдайте полярность. Неправильно размещенный элемент уменьшает общее напряжение системы.
  • Для предотвращения утечки электролита и коррозии, извлекайте элементы из устройства, когда оно не используется. Особенно это касается угольно-цинковых элементов.
  • Не храните электрические батареи в металлических коробках. Элементы следует по отдельности помещать в полиэтиленовые пакеты, во избежание короткого замыкания. Не стоит носить батареи в карманах.
  • Держите батареи подальше от детей. Помимо риска попадания в дыхательные пути, что может вызвать удушение, ток электрохимической батареи при попадании в желудочно-кишечный тракт может вызвать язву, а при разрыве оболочки – отравление. (Смотрите: Влияние электрохимических батарей на здоровье человека).
  • Не заряжайте первичные (неперезаряжаемые) электрические батареи, так как накопление водорода может привести к взрыву. Экспериментировать с зарядкой можно лишь контролируя этот процесс.

  • Соблюдайте полярность при зарядке вторичных элементов. Несоблюдение может привести к короткому замыканию.
  • Извлекайте полностью заряженные элементы из зарядного устройства. Обычное зарядное устройство не имеет встроенной системы индикации заряда, следовательно, аккумулятор может перегреться.
  • Производите зарядку при комнатной температуре.

Последнее обновление 2016-02-29

Источник: https://best-energy.com.ua/support/battery/bu-302

Как выполняется параллельное соединение розеток

Из всех устройств электрической коммутации, с которыми сталкивается современный человек, самые распространенные – розетки и выключатели. Благодаря совершающемуся переходу планеты на энергосберегающие светильники (газоразрядные и диодные), токовая нагрузка на выключатели все время снижается.

А вот нагрузка на розетки, наоборот, возрастает. Эксплуатация мощных пылесосов, стиральных машин с функцией подогрева воды, утюгов, электрических чайников и пр. приводит к тому, что потребляемый ток достигает значений в несколько десятков ампер. И вся эта нагрузка приходится на розетки.

Основная функция розеток – создание надежного контакта с вилкой подключаемого прибора. Какой бы мощным не было устройство, место контакта клеммы со штекером не должно греться, а тем более оплавляться. В противном случае возможно возгорание со всеми его ужасными последствиями.

Кроме этого, конструкция розетки должна исключать случайное прикосновение к токонесущим проводам и деталям. Вывод из всего вышесказанного – во избежание всякого рода неприятностей нужно приобретать качественные розетки и подключать их с соблюдением необходимых правил. В данной статье рассмотрим, как выполнить параллельное соединение розеток размещенных в одном модуле.

Устройство электрических розеток

Рынком предлагается огромное количество розеток, различающихся конструкцией, внешним видом и цветом. Есть стационарные модели: внутренние, предназначенные для заделки в стену, и накладные, устанавливаемые на стену.

Есть выносные блоки с выключателем, – удлинитель пилот для подключения компьютера, например. Различаются розетки и по степени защиты от пыли и влаги – в соответствии со стандартом IP. Уровень защиты от влаги, например, может предусматривать даже возможность погружения включенного прибора в воду.

Для обычных условий, в которых живет подавляющее большинство пользователей, наибольшую важность имеет качество контакта токоподводящего проводы с клеммами розетки. Именно в этом месте чаще всего возникает проблема в виде плохого контакта, нагрева и оплавления.

Самый распространенный вид соединения проводов с розетками – винтовые зажимы. Жилы проводов прижимаются к клеммам винтами. Достоинство такого типа соединения состоит в том, что обеспечивается большая сила прижатия жилы к клемме, что обеспечивает достаточно хороший электрический контакт.

Для большей надежности желательно подкладывать под головку болта две шайбы. Одну обычную плоскую, другую – пружинную (шайба гровер). В этом случае не произойдет самопроизвольного отвинчивания винта и ослабления зажима.

Обычные розетки подключаются двумя проводами – фазным и нулевым. Но есть розетки с тремя клеммами, к одной из которых подсоединяется провод заземления. Они так и называются – «розетки с заземлением». Вилка, включаемая в такую розетку, кроме двух обычных штифтов имеет также клемму, которая соединяется с заземляющей клеммой розетки.

Обратите внимание

Количество бытовых электроприборов в наших домах увеличивается с каждым годом. Каждый хочет иметь у себя дома электрочайник, микроволновку, кофеварку и т.п. Но не всегда для всех этих приборов хватает установленных розеток. А если их даже и достаточно, то расположены они не там, где необходимо.

Приходится пользоваться этими приборами поочередно, вынимая их из розеток или использовать своеобразные удлинители, что является не очень удобным. В этом случае самый простой выход из положения– выполнить параллельное соединение розеток между собой. Установить в одном месте две, три розетки и подключить их параллельно.

Параллельное соединение розеток в модульном блоке

Имеется розеточный модуль, в котором выполнено параллельное соединение розеток. Конечно, все они продаются уже в собранном виде, но я хотел бы разобрать и объяснить сам принцип подключения. Чтобы подсоединить провода к розетке-блоку, необходимо, прежде всего, снять крышку, отвинтив крепящие ее винты.

Если теперь посмотреть внимательно на конструкцию розетки, можно увидеть, что клеммы приемных отверстий соединены между собой параллельно. Чтобы подвести напряжение ко всем клеммам, достаточно подсоединить провода к любой их паре.

Давайте разберем, как выполняется подключение проводов в таком блоке. Снимаем все установленные провода и для наглядности берем разноцветные: коричневый провод – фаза, синий провод – ноль.

Как видно на фото блок состоит из четырех розеток. В каждой розетке, как и в любой другой есть по два контакта. Наша задача подключить все розетки так чтобы они работали не зависимо друг от друга, а это можно сделать, применив параллельное соединение розеток.

На самом деле все довольно просто. Допустим, что правый контакт розетки – ноль, левый фаза. На правый контакт каждой розетки подключаем синий провод: от первой на вторую, со второй на третью и т.д. На левый контакт каждой розетки аналогично подключаем коричневый провод.

В данном розеточном модуле предусмотрены контакты заземления. Заземляющий провод к ним подключается с помощью болта и шайбы, поэтому его мы скрутим кольцом. Фазный и нулевой провод оставим прямыми, так как в самих контактах розетки провода фиксируются с помощью прижимной пластины. При подключении нужно обращать внимание и на цвет изоляции проводов.

К клемме заземления подключается обычно желтый провод, к «фазе» и «нулю» – голубой и коричневый. Если заземляющий провод многожильный (состоит из многих тонких проводков), то после сворачивания колечком его желательно облудить. В противном случае отдельные проводки могут выпирать из-под шайбы с винтом, и контакт будет не полным. Это же относится и к проводам «фазы» и «нуля».

Важно

После снятия изоляции (длиной примерно 1 см) их необходимо скрутить плоскогубцами и облудить. При покупке розеток модульного типа, как на примере, желательно перед установкой проверить правильность подключения и надежность соединения контактов. При необходимости контакты нужно подтянуть.

Подсоединив жилы к клеммам, провод в точке разветвления желательно прикрепить к корпусу розетки – чтобы его нельзя было выдернуть. Способ крепления может быть различным в зависимости от конструкции розетки. Можно использовать лейкопластырь или пластинку из металла с отверстиями по краям. Некоторые розетки имеют в своей комплектации специальный хомутик для этого.

В заключение нужно проверить правильность подсоединения, подключив к каждой паре приемных гнезд какой-нибудь электроприбор с евророзеткой. Заодно проверяется и легкость включения/выключения.

Если вилка вставляется и извлекается с чрезмерным усилием, нужно подогнуть контакты заземления, выступающие по бокам. Перед установкой крышки в ней нужно прорезать боковое отверстие для провода. Обычно для него уже имеется наметка в крышке. Требуется всего лишь вырезать обозначенное место и, установив крышку на место, привернуть ее винтами.

Соединение розеток шлейфом

Иногда возникает необходимость установить дополнительную розетку, подключив ее параллельно к уже установленной. Такая схема подключения экономичнее, чем прокладывание отдельного провода.

В этом случае провода от новой розетки нужно подключить к клеммам установленной розетки таким образом, чтобы «фаза» была подключена к «фазе», а «ноль» – к «нулю». Обычно в розетках фазный провод располагается справа.

Подключая электрические устройства и соединяя между собой провода, нужно проследить, чтобы металл соединяемых проводов был одинаков. Т.е. медная жила должна соединяться к медной, а алюминиевая – с алюминиевой.

При контакте меди с алюминием происходит окисление металлов (в виде белого налета), приводящее в конечном итоге к нарушению контакта.

Если условие одинаковости металла соединяемых жил обеспечить невозможно, нужно облудить контактирующие кончики проводов (это не спасет от окисления, но замедлит его процесс).

О том как выполнить параллельное соединение розеток шлейфом поговорим в следующей статье.

Источник: https://electricvdome.ru/rozetki-i-vukluchateli/parallelnoe-soedinenie-rozetok.html

Как связать несколько резервуаров для воды для увеличения емкости сбора дождевой воды

Прежде чем вкладывать деньги в новый резервуар для воды для хранения дождевой воды, выполните некоторое тщательное планирование и подумайте о настройке системы, объединяющей два или более резервуаров для воды. Установка с несколькими резервуарами для воды для сбора дождевой воды дает множество преимуществ, в том числе:

  • Использование нескольких резервуаров может быть более экономичным
  • Снижение потерь воды при отказе резервуара или загрязнении воды
  • Расширяемый резервуар для воды по мере необходимости
  • Более эффективное использование площади

При проектировании схемы связанного резервуара важно учитывать, как вода будет перемещаться между резервуарами, включая то, что может произойти, если в резервуаре возникнет утечка или потребуется другое обслуживание.

Связанные резервуары легко устанавливаются как в системах сбора влажной дождевой воды, так и в системах сбора сухой дождевой воды. На сегодняшний день наиболее распространенными являются системы с сухим питанием, когда трубопровод идет прямо из желоба в резервуары. Влажные системы иногда желательны там, где более сложные наземные трубопроводы будут неприглядными, например, если у вас есть несколько водосточных труб, ведущих к вашему резервуару, или если вам нужно проложить трубопровод по дорожкам, если ваши резервуары расположены дальше от вашего дома.

Сценарии настройки для нескольких резервуаров с водой ниже описывают резервуары, заполненные «сухими» гравитационными потоками, однако аналогичные идеи могут быть применены к системе со сценариями «мокрых» подземных трубопроводов, если учесть доступный напор вашего насоса.

Вариант 1: Соединение резервуаров от перелива к верху

Цистерны могут быть соединены последовательно через их переполнение. Первый резервуар для воды наполняется, и перелив проходит по трубопроводу, который направляет воду к основанию вашего следующего резервуара, чтобы вода эффективно перетекала в следующий резервуар. Последний резервуар в серии выводит воду наружу в ливневую канализацию в соответствии с настройкой одного резервуара.

Размер перелива для каждого бака должен быть такого же размера, как и вход.Максимальный уровень воды во всех резервуарах вашей системы будет ограничен высотой переливного трубопровода от первого резервуара в серии. Конечно, если последующие резервуары сами по себе ниже, высота внутри каждого резервуара определяется высотой его переливной трубы.

В идеальных условиях в местах с разной топографией первый резервуар в серии должен находиться на самой высокой высоте. Поскольку резервуары наполняются последовательно, только первый резервуар будет иметь гарантированную высоту воды, однако, если будет произведен отбор только первого резервуара, вода в последующих резервуарах больше не будет доступна.Решение состоит в том, чтобы подключить каждый резервуар и слить к одной и той же трубе, что обеспечит возможность использования всей собранной вами дождевой воды.

Вариант 2: Соединение резервуаров снизу

Резервуары для воды можно соединить параллельно, соединив их трубкой внизу. Это приведет к тому, что все подключенные баки наполнятся водой до одинакового уровня. Если ваши резервуары имеют разные размеры, высоту резервуара следует отрегулировать так, чтобы верх каждого резервуара (перелив резервуара) находился на одном уровне. Это максимизирует общую емкость накопителя дождевой воды в вашем резервуаре.Несоблюдение этого правила приведет к тому, что максимальная высота воды, хранящейся во всех резервуарах, будет равна высоте самого нижнего отверстия перелива.

Чтобы предотвратить потерю всей хранящейся воды из-за утечки в одном резервуаре, установите клапаны, чтобы резервуары можно было изолировать в случае необходимости. Любой резервуар может быть подключен к параллельной системе, поскольку все они будут иметь одинаковую высоту воды, а установка кранов более чем на одном резервуаре может обеспечить гибкость в использовании.

Как уже упоминалось, соединение резервуаров вместе дает большие преимущества за счет небольшого дополнительного планирования и дизайна.Поскольку для резервуаров с дождевой водой во многих штатах и ​​регионах Австралии часто требуется лицензированная водопроводная система, вы можете составить желаемую схему и представить ее им. Связывание резервуаров для воды обеспечивает большую гибкость, и, как правило, более экономично в целом устанавливать и обслуживать несколько полимерных резервуаров по сравнению с очень большими стальными резервуарами.

Два способа соединения нескольких резервуаров для воды вместе для максимального увеличения потенциала сбора дождевой воды

Значит, вы думаете приобрести более одного резервуара для воды.Как сделать их более эффективными? Один из способов — связать их вместе. Соединение нескольких резервуаров для воды обеспечивает большую гибкость в увеличении емкости сбора дождевой воды. Фактически, зачастую более простой и дешевый способ увеличить емкость резервуара для хранения воды — это добавить еще один резервуар, а не заменять существующий резервуар на резервуар большего размера.

В этой статье мы покажем 2 способа, которыми можно установить несколько резервуаров для воды:


Соединение нескольких резервуаров для воды вместе сверху

Этот метод заполняет резервуары в системе по одному таким образом, что вода течет из перелива одного резервуара и во вход (верхняя часть ) следующего.Для подключения перелива к входам необходимы дополнительные трубопроводы. Также важно, чтобы обе части были одинакового размера, чтобы избежать препятствий или утечек в потоке воды.

Принцип соединения резервуаров вместе сверху работает под действием силы тяжести, это означает, что перелив первого резервуара в цепи должен быть немного выше, чем вход второго резервуара, и так далее, по ступенчатой ​​схеме.

Указания по подключению резервуаров для воды сверху:
  • Если все резервуары имеют одинаковую высоту (исходя из перелива), они должны быть размещены на склоне и / или на фундаменте разной высоты, чтобы создать ступенчатую ступеньку, которая облегчает гравитацию.
  • Если резервуары для воды, задействованные в системе, имеют разную высоту и высоту (что означает, что их сливы и входы естественным образом образуют ступенчатую структуру), то они могут быть размещены на одном уровне фундамента.
  • Воду можно набирать из любого резервуара этой серии, но уровень воды между резервуарами не обязательно выровняется.
  • Если в систему подается только одна водосточная труба: Закройте все дополнительные переливы в системе, чтобы вода текла из бака в бак, а не из перелива.Единственный перелив, разрешенный в этой системе, чтобы оставаться открытым и нормально функционировать при удалении излишков дождя или ливневой воды, — это перелив последнего бака в цепи.
  • При наличии 2 или более водосточных труб, питающих систему: Если у вас более одной водосточной трубы, питающей вашу систему, вам потребуется более одного открытого переливного трубопровода, чтобы обеспечить правильный баланс между входом и выходом воды. Подобрать правильное соотношение сможет квалифицированный сантехник.

Система сбора сухой дождевой воды

Соединение резервуаров для воды вместе наверху может использовать сухую систему, когда все трубопроводы, которые питают ваш резервуар (-ы) для хранения, находятся выше, чем ваш резервуар (-ы).Сухие системы обычно не предполагают использования каких-либо кранов между резервуарами (они свободнопоточные), поэтому это хороший метод водопровода для соединения резервуаров с водой сверху.

Узнайте больше о сухих системах в этой статье по теме :
Все, что вам нужно знать о системах сбора сухой дождевой воды

Соединение нескольких резервуаров для воды снизу


Этот метод заставляет все резервуары в системе заполнять одновременно и равномерно .Он соединяет резервуары для хранения в нижней части — выход к выходу — в отличие от соединения перелива и входа .

Это хорошее практическое правило подключения резервуаров для воды для выравнивания всех переливов, независимо от различий в высоте резервуаров.

Указания по подключению резервуаров для воды снизу:

  • Параллельная система резервуаров: Если резервуары имеют одинаковый размер / высоту, выровнять переливы будет легко.После выравнивания остальные переливы можно закрыть, за исключением одного. Требуется только один перелив при условии, что имеется только одна водосточная труба, размер которой равен размеру перелива.

  • Регулировка высоты резервуара: Если резервуары другого размера / высоты, установите меньшие резервуары на приподнятом основании, чтобы их перелива совпадали с переливом самого высокого резервуара. Это означает, что водные поверхности между баками будут выровнены друг с другом при заполнении.


Что произойдет, если переполнение не выровнено?


Меньшие резервуары, размещенные на том же уровне фундамента, что и более высокие резервуары для воды, дадут вам представление о резервуарах для воды, переливы которых не совпадают. В этом случае может произойти одно из двух следующих событий:

  1. Из-за более высокого давления из меньших резервуаров: Меньшие резервуары, которые являются более слабыми, могут лопнуть по швам, или вода может вытечь из меньших и более слабых резервуаров.

  2. В зависимости от того, какой перелив перекрыт, вода может наполняться только до высоты самого нижнего бака.

PRO СОВЕТЫ (как предотвратить потерю накопленной воды при подключении резервуаров снизу):


Вы можете продолжить добавление еще одного резервуара к вашей системе, насколько позволяет ваше пространство, не теряя ни капли воды, выполнив следующие действия:

    • При добавлении нового резервуара для воды в систему убедитесь, что вентиль на существующих резервуарах для воды закрыт, чтобы избежать утечки воды при установке дополнительных трубопроводов.
    • Если в одном из резервуаров в системе возникает утечка, немедленно закройте вентили других резервуаров, чтобы сохранить воду в этих резервуарах.

    Резервуары для воды подсоединяются снизу с помощью жесткого или гибкого трубопровода.

    Мы обсудили разницу между жесткими и гибкими трубами в теме, связанной с ниже:
    Как продлить срок службы резервуаров из полимера с помощью одного простого элемента

    Если вы никогда раньше не подключали резервуары для воды, вы можете подумать, что это слишком сложно.Но не волнуйтесь, в Австралии часто требуется профессиональная установка водопроводчиком, имеющим лицензию, поэтому вам будет выгодно использовать его знания и опыт.

    Теперь, когда у вас есть представление о том, как устроены системы с несколькими резервуарами, что еще вы хотели бы знать?

    Свяжитесь с нами или узнайте больше об этих связанных темах ниже:

    Несколько резервуаров для воды против одного резервуара для воды: что лучше?
    Сбор дождевой воды: полный список преимуществ
    Все обязательные компоненты для сбора дождевой воды, с которыми вы должны быть знакомы (Контрольный список для начинающих)


    Заявление об ограничении ответственности: обратите внимание, что вопросы, изложенные в этой статье, носят общий характер.Поскольку конкретные ситуации могут быть уникальными, поговорите с лицензированным сантехником, чтобы убедиться в успешной установке нескольких резервуаров для воды.


    Примечание редактора: этот пост был первоначально опубликован 23 августа 2018 г. и был переработан и обновлен с целью обеспечения точности и полноты.

    Параллельные резервуары — Пневматика — Главный Delphi

    Хотя соединение резервуаров высокого давления последовательно или параллельно не имеет особого значения, существует несколько способов соединения резервуаров, некоторые из которых могут дать преимущества.(Обратите внимание, что вентиляционные клапаны и манометры тоже должны быть включены, но не показаны на схемах.)

     
    
    1) Компрессор ------ бак ---- бак ----- регулятор
    
    2) компрессор ------ бак ----- регулятор
                     | |
                     ---бак---
    
    3) компрессор ----------------- регулятор
                          |
                           ----- бак ---- бак
    
    4) компрессор ----------------- регулятор
                            |
                            | ----- бак
                            |
                            | ------ танк
    
      

    Все они должны работать примерно одинаково, но методы №3 и №4 предлагают меньшее количество трубок, если резервуары для хранения будут расположены где-то в другом месте, а не в непосредственной близости от компрессора и регулятора.Обратите внимание, конечно, что более длинные интервалы означают снижение расхода… то, насколько это существенно, зависит, конечно, от требований вашей системы по воздуху, а также от длины и диаметра трубок.

    Вы также можете рассмотреть возможность установки накопительного бака после регулятора.

     
    
    компрессор ----- бак ---- регулятор ----- (длинный шланг) ---- бак - клапан --- поршень
                                                                 | ------- |
      

    Это может быть полезно, если вам нужен большой поток через поршень, но вас беспокоят ограничения потока в трубке.Воздух, хранящийся в резервуаре после регулятора, будет иметь только 60 фунтов на квадратный дюйм, но он будет там, где вам это нужно.

    Имейте в виду, что клапаны должны быть достаточно близко к пневматическим цилиндрам, чтобы вам не приходилось выпускать воздух из трубопровода, а также из цилиндра, когда вы меняете его положение.

    Джейсон

    П.С. Хммм … извините за точки в ascii «art» выше … но CD, кажется, продолжает игнорировать символы пробела … любые советы о том, как сохранить ведущие пробелы, не прибегая к точкам, будут оценены.

    Параллельный или последовательный, что лучше? — Пневматика

    Независимо от того, о чем был задан первоначальный вопрос, в результате получилось очень хорошее обсуждение скорости потока и узких мест в пневматической системе, в которой я хотел бы внести свой вклад.

    FIRST утверждает в вопросах и ответах, что диаметр трубки был специально выбран для ограничения скорости потока в системе, но комментарии Дэниела побудили меня взглянуть на некоторые характеристики.

    Клапан FESTO, например, рассчитан на 14 кубических футов в минуту… Я предполагаю, что они имеют в виду стандартные кубические футы в минуту, что примерно равно расходу основного регулятора системы.Это означает, что если вы пытаетесь быстро заполнить большой цилиндр, установка двух клапанов параллельно этому цилиндру может немного ускорить процесс, но в основном приведет к передаче узкого места обратно на главный регулятор. В любом случае вы застряли с узким местом в 14 стандартных кубических футов в минуту … что при 60 фунтах на квадратный дюйм дает примерно 100 кубических дюймов сжатого воздуха в секунду.

    Теперь позвольте мне добавить сюда щедрое количество «ИМХО»… мои оценки по термо- и жидкостям в университете были не так хороши с самого начала, и это было 20 лет назад, но мне кажется, что если трубка не та узким местом, чтобы наиболее быстро заполнить баллон, было бы разместить два или три резервуара Clippard ниже по потоку от регулятора (и, таким образом, только при 60 фунтах на квадратный дюйм, но после одного узкого места) и использовать два или три клапана параллельно для управления движением цилиндра.Это уменьшает общее количество накопленной энергии в системе, но может позволить более высокие скорости потока, хотя и на более короткий период времени.

    Если трубка была узким местом (и моим единственным доказательством этого являются комментарии GDC в вопросах и ответах… которые противоречат как моим «внутренним ощущениям», так и утверждениям Дэниела, но исходят из обычно надежного источника), то вместо использования, скажем, 2 Цилиндр «x8», вы можете использовать два цилиндра 1,5×8 «, чтобы получить аналогичное усилие при более высокой скорости потока.

    Или, как предлагали другие, вы можете предварительно нагружать баллон, используя более длинный баллон, чем необходимо, фиксируя его в нужном положении, создавая в нем давление, а затем позволяя газу полностью расширяться без узких мест.

    И если вы думаете об этом, вы, вероятно, захотите убедиться, что прочитали командное обновление № 5 о безопасности пусковой установки трекбола!

    Джейсон

    Подключение нескольких резервуаров

    Вот несколько полезных рекомендаций, когда вы подключаете несколько резервуаров для хранения воды. Планирование системы сбора дождевой воды с использованием этого метода позволяет максимально увеличить доступную воду без необходимости вручную переключаться между резервуарами или устанавливать перекачивающий насос. В итоге вы получите самую простую систему, и, что лучше всего, она автоматически упорядочится после того, как вы ее настроите.Несколько очень полезных изображений ниже показывают, как этот метод работает на практике.

    Выровнять переливы бака

    Сначала выровняйте высоту переливов вашего резервуара. Резервуары одинакового размера просты, но при соединении резервуаров для воды на разной высоте необходимо поднять резервуары меньшего размера, чтобы дно их перелива находилось на уровне дна перелива самого большого бака в цепи.

    Требуется только один перелив в цепи при условии, что он не меньше размера вашей водосточной трубы.Если у вас несколько водосточных труб, вам потребуется несколько переполнений для соответствия входящим потокам. Не забудьте сопоставить высоту всех переливов, чтобы дно каждого было ровным. Переливы, превышающие входящую воду, могут быть либо перекрыты, либо просто подключены к ливневой воде.

    Ссылка на самые низкие точки

    Соедините нижнее выпускное отверстие каждого бака подходящим гибким шлангом. Баки Melro поставляются с клапанами, и мы рекомендуем вам использовать их для контроля воды из каждого бака.В цепочке резервуаров из трех или более разных размеров начните с самого маленького (самого высокого) резервуара и последовательно подключитесь к следующему по величине резервуару.

    Отвод от самого нижнего бака

    Вода из всех резервуаров теперь будет стекать в ваш самый большой резервуар при нормальном использовании. Просто подключите свой насос (или шланг для систем с гравитационной подачей) к нижнему выпускному отверстию этого резервуара.

    Примеры подключения нескольких резервуаров для воды

    Танки одинакового размера

    Емкости для воды, подключенные на этом изображении, имеют одинаковую высоту.Вода поступает в первый резервуар, у которого есть перелив, который, по крайней мере, соответствует входящему потоку воды. Вы можете выбрать кран из любого резервуара, потому что уровень воды в обоих резервуарах будет автоматически выравниваться.

    Цистерны разного размера, разной высоты

    На этом изображении два резервуара соединены на разной высоте. Неважно, в какой резервуар поступает поступающая вода, она также могла быть направлена ​​в меньший резервуар.

    Важно отметить, что меньший резервуар был поднят, так что оба перелива находятся на одинаковой высоте.В этом случае перелив небольшого резервуара был перекрыт, потому что на первом резервуаре имеется достаточный перелив, но он также мог быть направлен в ливневую воду.

    Когда первый резервуар наполняется выше основания второго резервуара, уровень воды в обоих резервуарах автоматически выравнивается. По мере использования воды вода из дополнительной емкости меньшего резервуара автоматически сливается обратно в резервуар 1. Итак, вам нужно только отвести первый (самый нижний) резервуар.

    Как связать несколько резервуаров для хранения воды вместе | Баки для воды Team Poly

    В предыдущей статье мы рассмотрели вопрос о том, будет ли лучшим вариантом несколько резервуаров для воды или один резервуар.Если вы считаете, что несколько резервуаров для воды — лучший выход для вашей ситуации, то чтение этой статьи даст вам некоторое представление о том, как ваши резервуары могут быть связаны. При установке резервуаров мы рекомендуем обратиться за помощью к профессиональному сантехнику, имеющему опыт установки резервуаров для дождевой воды.

    Два метода соединения резервуаров

    При соединении резервуаров трубами их можно подключать либо сверху через перелив, либо снизу:

    1. Соединение резервуаров сверху — первый резервуар заполняется до того, как вода перетекает в следующий.
    2. Соединение резервуаров снизу — позволяет всем резервуарам равномерно заполняться при достижении минимального уровня воды. При нажатии вода расходуется во всех баках автоматически.

    Связывание танков сверху

    Резервуары могут быть связаны друг с другом путем перелива одного резервуара в другой. Когда вода заполняет первый резервуар, она перетекает в трубопровод, ведущий к входному отверстию вашего следующего резервуара. Отверстие перелива должно быть того же размера, что и входной.Перелив последнего резервуара в этой серии закрыт, что ведет к сливу ливневой воды на вашем участке.

    Важно отметить, что максимальный уровень воды во всех резервуарах вашей системы будет ограничен высотой переливной трубы от первого резервуара в серии. Учитывая это, первый танк должен быть выше всех, а каждый дополнительный танк в серии немного ниже.

    При подаче воды, если вы набираете только свой первый резервуар, вода всегда будет оставаться в других ваших резервуарах.Одним из решений, позволяющих избежать этой проблемы, является подключение всех резервуаров к единой соединительной трубе под ними. Затем вода будет течь в эту трубу, обеспечивая доступ к хранящейся у вас дождевой воде. Рекомендуется установить на каждом изолирующий клапан, чтобы можно было контролировать сброс воды в резервуар.

    Хотя эта настройка более сложна, чем соединение снизу, она может предоставить вам лучшее из двух миров. Если вы хотите, чтобы ваши резервуары наполнялись одновременно, просто откройте все клапаны.Если вы предпочитаете, чтобы резервуары заполнялись по отдельности, один за другим, закройте все, кроме первого, и при необходимости откройте следующие в серии.

    Соединение танков снизу

    Соединение резервуаров вместе внизу трубопроводами от одного резервуара к другому позволит равномерно наполнять все резервуары для воды. Когда дождевая вода поступает в ваш первый резервуар и достигает высоты вашего трубопровода, дождевая вода будет стекать во второй резервуар, пока не достигнет такой же высоты. В этот момент оба бака будут равномерно заполнены.

    Преимущество этой установки означает, что вам нужно только отводить воду из вашего первого резервуара для воды или самого низкого резервуара в серии. Кроме того, вам понадобится только один проход для перелива, что значительно упростит трубопровод. Обратите внимание, верхние части резервуаров (уровень перелива) должны быть выровнены друг с другом. Обычно это означает размещение более низких резервуаров на более высоком основании и / или выкапывание под более высоким резервуаром.

    При использовании этого метода важно установить запорные клапаны, чтобы, если в одном резервуаре возникнет утечка, это не слит из всех ваших резервуаров накопившуюся дождевую воду.

    Заключительные замечания

    Имейте в виду, что эта статья предназначена только для того, чтобы дать вам представление о способах подключения резервуаров для воды и доступа к воде. При установке резервуаров для дождевой воды в Австралии часто требуется лицензированная сантехника, и мы также рекомендуем нанять квалифицированного специалиста. Надеюсь, эта статья даст вам достаточно понимания, чтобы обсудить со своим водопроводчиком, как вы хотите, чтобы ваши резервуары были подключены и подключены.

    Можно ли соединить два водонагревателя вместе?

    При равенстве оборудования два или более нагревателей, подключенных параллельно будут подавать больше горячей воды , чем те же нагреватели, подключенные последовательно .В параллельной конфигурации потребность в горячей воде берется поровну от каждого блока. Каждый нагреватель будет , а затем выполнить тот же объем работы от до нагреть холодную воду .

    Нажмите, чтобы увидеть полный ответ


    Точно так же можно спросить, два водонагревателя лучше, чем один?

    Распределенное поколение: при два водонагревателя на лучше, чем один . Безрезервуарный водонагреватель настолько экономичен — эффективен , что в конечном итоге может быть дешевле установить два этих приборов в одно место , чем , инвестировавшее в громоздкий стандартный водонагреватель .

    Кроме того, зачем мне два водонагревателя? ПАРАЛЛЕЛЬНО. Параллельно поступающая холодная вода распределяется между двумя водонагревателями . В противном случае вы просто будете смешивать холодную воду в одном водонагревателе с горячей водой из другого нагревателя . Оставлять один нагреватель закрытым на долгое время — плохая идея, потому что вода может застаиваться и загрязняться.

    В связи с этим, как подключить два водонагревателя параллельно или последовательно?

    Серия — это где холодная вода поступает в один водонагреватель , затем через второй водонагреватель . Параллельный — это место, где подача холода имеет тройник, который питает каждый водонагреватель независимо и соединяет их вместе с одной подачей горячей воды .

    Нужен ли мне один или два водонагревателя без резервуара?

    Для больших домашних хозяйств, которые обычно используют более 85 галлонов в день, две безбаковые системы или самая большая доступная модель, вероятно, необходимы . Для небольших домашних хозяйств, которые используют менее 40 галлонов в день, одной единицы должно хватить.Это миниатюрные водонагреватели без резервуара , предназначенные для использования на одной розетке , например, в раковине.

    .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *