Соединение конденсаторов: Схемы соединения конденсаторов — расчет емкости

Содержание

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:

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.

Онлайн калькулятор расчета параллельного соединения конденсаторов

В устройствах радиоэлектроники конденсаторы представляют собой один из важнейших элементов, способный накапливать и отдавать электрический заряд. В сравнении с другими элементами, конденсатор обладает такими параметрами как емкость и сопротивление. Сопротивление конденсатора обусловлено изолирующим промежутком, который может выйти со строя из-за скачков напряжения или других аварийных процессов в сети. При необходимости заменить какой-либо конденсатор, многие радиолюбители сталкиваются с трудностью достать модель нужной емкости.

В таком случае на помощь придет правило сложения, позволяющее заменить одно устройство несколькими меньшей емкости, чтобы в суме их хватило для компенсации вышедшего со строя конденсатора. В этом месте многие не могут определить, каким способом вычисляется суммарная мощность параллельно соединенных конденсаторов. Следует отметить, что физически для схемы конденсатор представляет собой разрыв.

Рис. 1. Параллельное соединение конденсаторов

Посмотрите на рисунок 1, это принципиальная схема параллельного подключения конденсаторов. Как видите, в этом случае одноименные выводы емкостного элемента подводятся к соответствующей точке электрической цепи. Поэтому и емкость между плоскостями двух  и более конденсаторов, соединенных между собой параллельно складывается в одно целое. Исходя из этого, суммарная емкость для параллельно включенных конденсаторов будет вычисляться по формуле:

С0 = С1 + С2 + … + Сn

Где,

  • С0 — общая емкость параллельно соединенных конденсаторов
  • С1 — емкость первого конденсатора;
  • С2 — емкость второго конденсатора.

В данном примере рассматривается ситуация, когда параллельно соединяются только два емкостных элемента, поэтому их результирующая емкость будет равна арифметической сумме емкостей обоих конденсаторов. На практике можно применять и большее число, если вам необходимо получить определенную емкость.

Чтобы рассчитать результирующую емкость при параллельном соединении 2 и более конденсаторов вы можете воспользоваться нашим онлайн калькулятором ниже.

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).

Последовательное подключение конденсаторов - советы электрика

Параллельное и последовательное соединение конденсаторов: способы, правила, формулы

Не всегда удаётся подобрать конденсатор нужного номинала

Очень часто начинающие домашние мастера, обнаружив поломку прибора, стараются самостоятельно обнаружить причину. Увидев сгоревшую деталь, они стараются найти подобную, а если это не удаётся, несут прибор в ремонт.

На самом деле, не обязательно, чтобы показатели совпадали. Можно использовать конденсаторы меньшего номинала, соединив их в цепь. Главное – сделать это правильно. При этом достигается сразу 3 цели – поломка устранена, приобретён опыт, сэкономлены средства семейного бюджета.

Попробуем разобраться, какие способы соединения существуют и на какие задачи рассчитаны последовательное и параллельное соединение конденсаторов.

Часто без соединения конденсаторов в батарею не обойтись. Главное – сделать это правильно

Соединение конденсаторов в батарею: способы выполнения

Существует 3 способа соединения, каждый из которых преследует свою определённую цель:

  1. Параллельное – выполняется в случае необходимости увеличить ёмкость, оставив напряжение на прежнем уровне.
  2. Последовательное – обратный эффект. Напряжение увеличивается, ёмкость уменьшается.
  3. Смешанное – увеличивается как ёмкость, так и напряжение.

Теперь рассмотрим каждый из способов более подробно.

Параллельное соединение: схемы, правила

На самом деле всё довольно просто. При параллельном соединении расчёт общей ёмкости можно вычислить путём простейшего сложения всех конденсаторов. Итоговая формула будет выглядеть следующим образом: Собщ= С₁ + С₂ + С₃ + … + Сn. При этом напряжение на каждом их элементов будет оставаться неизменным: Vобщ= V₁ = V₂ = V₃ = … = Vn.

Соединение при таком подключении будет иметь следующий вид:

Получается, что подобный монтаж подразумевает подключение всех пластин конденсаторов к точкам питания. Такой способ встречается наиболее часто. Но может произойти ситуация, когда важно увеличить напряжение. Разберёмся, каким образом это сделать.

Последовательное соединение: способ, используемый реже

При использовании способа последовательного подключения конденсаторов напряжение в цепи возрастает.

Оно складывается из напряжения всех элементов и выглядит так: Vобщ= V₁ + V₂ + V₃ +…+ Vn.

Обратите внимание

При этом ёмкость изменяется в обратной пропорции: 1/Собщ= 1/С₁ + 1/С₂ + 1/С₃ + … + 1/Сn. Рассмотрим изменения ёмкости и напряжения при последовательном включении на примере.

Дано: 3 конденсатора с напряжением 150 В и ёмкостью 300 мкф. Подключив их последовательно, получим:

  • напряжение: 150 + 150 + 150 = 450 В;
  • ёмкость: 1/300 + 1/300 + 1/300 = 1/С = 299 мкф.

Внешне подобное подключение обкладок (пластин) будет выглядеть так:

Выполняют такое соединение в том случае, если есть опасность пробоя диэлектрика конденсатора при подаче напряжения в цепь. Но ведь существует и ещё один способ монтажа.

Полезно знать! Применяют также последовательное и параллельное соединение резисторов и конденсаторов. Это делается с целью снижения подаваемого на конденсатор напряжения и исключения его пробоя. Однако следует учитывать, что напряжения должно быть достаточно для работы самого прибора.

Смешанное соединение конденсаторов: схема, причины необходимости применения

Такое подключение (его ещё называют последовательно-параллельным) применяют в случае необходимости увеличения, как ёмкости, так и напряжения. Здесь вычисление общих параметров немного сложнее, но не настолько, чтобы нельзя было разобраться начинающему радиолюбителю. Для начала посмотрим, как выглядит такая схема.

Составим алгоритм вычислений.

  • всю схему нужно разбить на отдельные части, высчитать параметры которых просто;
  • высчитываем номиналы;
  • вычисляем общие показатели, как при последовательном включении.

Выглядит подобный алгоритм следующим образом:

Преимущество смешанного включения конденсаторов в цепь по сравнению с последовательным или параллельным

Смешанное соединение конденсаторов решает задачи, которые не под силу параллельным и последовательным схемам. Его можно использовать при подключении электродвигателей либо иного оборудования, его монтаж возможен отдельными участками. Монтаж его намного проще за счёт возможности выполнения отдельными частями.

Интересно знать! Многие радиолюбители считают этот способ более простым и приемлемым, чем два предыдущих. На самом деле, так и есть, если полностью понять алгоритм действий и научиться пользоваться им правильно.

Смешанное, параллельное и последовательное соединение конденсаторов: на что обратить внимание при его выполнении

Соединяя конденсаторы, в особенности электролитические, обратите внимание на строгое соблюдение полярности. Параллельное присоединение подразумевает подключение «минус/минус», а последовательное – «плюс/минус». Все элементы должны быть однотипны –плёночные, керамические, слюдяные либо металлобумажные.

А вот что умеют делать всем известные китайские «изобретатели» – такой конденсатор явно долго не протянетПолезно знать! Выход из строя конденсаторов часто происходит по вине производителя, экономящего на деталях (чаще это приборы китайского производства). Поэтому правильно рассчитанные и собранные в схему элементы будут работать намного дольше. Конечно, при условии отсутствия замыкания в цепи, при котором работа конденсаторов невозможна в принципе.

Калькулятор расчёта ёмкости при последовательном соединении конденсаторов

А что делать, если необходимая ёмкость неизвестна? Не каждому хочется самостоятельно рассчитывать необходимую ёмкость конденсаторов вручную, а у кого-то на это просто нет времени. Для удобства производства подобных действий редакция Seti.

guru предлагает нашему уважаемому читателю воспользоваться онлайн-калькулятором расчёта конденсаторов при последовательном соединении или вычисления ёмкости. В работе он необычайно прост. Пользователю необходимо лишь ввести в поля необходимые данные, после чего нажать кнопку «Рассчитать».

Программы, в которые заложены все алгоритмы и формулы последовательного соединения конденсаторов, а также вычислений необходимой ёмкости, моментально выдаст необходимый результат.

Как рассчитать энергию заряженного конденсатора: выводим окончательную формулу

Первое, что для этого необходимо сделать – рассчитать, с какой силой притягиваются обкладки друг к другу. Это можно сделать по формуле F = q₀ × E, где q₀ является показателем величины заряда, а E – напряжённостью обкладок.

Далее нам необходим показатель напряжённости обкладок, который можно вычислить по формуле E = q / (2ε₀S), где q – заряд, ε₀ – постоянная величина, S – площадь обкладок.

В этом случае получим общую формулу для расчёта силы притяжения двух обкладок: F = q₂ / (2ε₀S).

Итогом наших умозаключений станет вывод выражения энергии заряженного конденсатора, как W = A = Fd. Однако это не окончательная формула, которая нам необходима.

Следуем далее: учитывая предыдущую информацию, мы имеем: W = dq₂ / (2ε₀S). При ёмкости конденсатора, выражаемой как C = d / (ε₀S) получаем результат W = q₂ / (2С).

Применив формулу q = СU, получим итог: W = CU² /2.

Редакция Seti.guru советует сохранить эту памятку

Конечно, для начинающего радиолюбителя все эти расчёты могут показаться сложными и непонятными, но при желании и некоторой усидчивости с ними можно разобраться. Вникнув в смысл, он поразится, насколько просто производятся все эти расчёты.

Для чего нужно знать показатель энергии конденсатора

По сути, расчёт энергии применяется редко, однако есть области, в которых это знать необходимо. К примеру, фотовспышка камеры – здесь вычисление показателя энергии очень важно. Она накапливается за определённое время (несколько секунд), а вот выдаётся мгновенно. Получается, что конденсатор сравним с аккумулятором – разница лишь в ёмкости.

Ни одна фотовспышка не сможет работать без накопителя энергии, такого, как конденсатор

Подводя итог

Порой без соединения конденсаторов не обойтись, ведь не всегда можно подобрать подходящие по номиналам.

Поэтому знание того как это сделать может выручить при поломке бытовой техники или электроники, что позволит значительно сэкономить на оплате труда специалиста по ремонту.

Как наверняка уже понял Уважаемый читатель, сделать это несложно и под силу даже начинающим домашним мастерам. А значит стоит потратить немного своего драгоценного времени и разобраться в алгоритме действий и правилах их выполнения.

Правильность соединения конденсаторов гарантирует их долгую бесперебойную работу

Надеемся, что информация, изложенная в сегодняшней статье, была полезна нашим читателям. Возможно, у Вас остались какие-либо вопросы? В этом случае их можно изложить в обсуждении ниже. Редакция Seti.guru с удовольствием на них ответит в максимально короткие сроки.

Если же Вы имеете опыт самостоятельного соединения конденсаторов (неважно, положительный он или отрицательный), убедительная просьба поделиться им с другими читателями. Это поможет начинающим мастерам более полно понять алгоритм действий и избежать ошибок. Пишите, делитесь, спрашивайте.

Важно

А напоследок мы предлагаем посмотреть короткий, но довольно информативный видеоролик по сегодняшней теме.

Источник: https://seti.guru/parallelnoe-i-posledovatelnoe-soedinenie-kondensatorov

Последовательное и параллельное соединение конденсаторов

Для достижения нужной емкости или при напряжении, превышающем номинальное напряжение, конденсаторы, могут соединяться последовательно или параллельно. Любое же сложное соединение состоит из нескольких комбинаций последовательного и параллельного соединений.

Последовательное соединение конденсаторов

При последовательном соединении конденсаторов конденсаторы подключены таким образом, что  только внешние пластины первого и последнего конденсатора подключены к источнику тока.

Заряд одинаков на всех пластинах, но внешние заряжаются от источника, а внутренние образуются только за счет разделения зарядов ранее нейтрализовавших друг друга.

При этом заряд конденсаторов в батарее меньше, чем, если бы каждый конденсатор подключался бы отдельно. Следовательно, и общая емкость батареи конденсаторов меньше.

Напряжение на данном участке цепи соотносятся следующим образом:

Зная, что напряжение конденсатора можно представить через заряд и емкость, запишем:

Сократив выражение на Q, получим знакомую формулу:

Откуда эквивалентная емкость батареи конденсаторов соединенных последовательно:

Параллельное соединение конденсаторов

При параллельном соединении конденсаторов напряжение на обкладках одинаковое, а заряды разные.

Величина общего заряда полученного конденсаторами, равна сумме зарядов всех параллельно подключенных конденсаторов. В случае батареи из двух конденсаторов:

Так как заряд конденсатора

А напряжения на каждом из конденсаторов равны, получаем следующее выражение для эквивалентной емкости двух параллельно соединенных конденсаторов

Пример 1

Какова результирующая емкость 4 конденсаторов включенных последовательно и параллельно, если известно что С1 = 10 мкФ, C2 = 2 мкФ, C3 = 5 мкФ, а C4 = 1 мкФ?

При последовательном соединении общая емкость равна:

При параллельном соединении общая емкость равна:

Пример 2

Определить результирующую емкость группы конденсаторов подключенных последовательно-параллельно, если известно, что С1 = 7 мкФ, С2 = 2 мкФ, С3 = 1 мкФ.

Сначала найдем общую емкость параллельного участка цепи:

Затем найдем общую емкость для всей цепи:

По сути, расчет общей емкости конденсаторов схож с расчетом общего сопротивления цепи в случае с последовательным или параллельным соединением, но при этом, зеркально противоположен.

Советуем прочесть – Заряд и разряд конденсатора

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0.00 (0 Голоса)

Источник: https://electroandi.ru/elektronika/posledovatelnoe-i-parallelnoe-soedinenie-kondensatorov.html

Последовательное соединение конденсаторов: формула :

Под последовательным соединением подразумевают случаи, когда два или больше элемента имеют вид цепи, при этом каждый из них соединяется с другим только в одной точке. Зачем конденсаторы так размещаются? Как это правильно сделать? Что необходимо знать? Какие особенности последовательное соединение конденсаторов имеет на практике? Какая формула результата?

Что необходимо знать для правильного соединения?

Увы, но здесь не всё так легко сделать, как может показаться. Многие новички думают, что если на схематическом рисунке написано, что необходим элемент на 49 микрофарад, то достаточно его просто взять и установить (или заменить равнозначным).

Но необходимые параметры подобрать сложно даже в профессиональной мастерской. И что делать, если нет нужных элементов? Допустим, есть такая ситуация: необходим конденсатор на 100 микрофарад, а есть несколько штук на 47. Поставить его не всегда можно.

Совет

Ехать на радиорынок за одним конденсатором? Не обязательно. Достаточно будет соединить пару элементов. Существует два основных способа: последовательное и параллельное соединение конденсаторов. Вот о первом мы и поговорим.

Но если говорить про последовательное соединение катушки и конденсатора, то тут особых проблем нет.

Зачем так делают?

Когда с ними проводятся такие манипуляции, то электрические заряды на обкладках отдельных элементов будут равны: КЕ=К1=К2=К3. КЕ – конечная емкость, К – пропускаемое значение конденсатора.

Почему так? Когда заряды поступают от источника питания на внешние обкладки, то на внутренних может быть осуществлен перенос величины, которая является значением элемента с наименьшими параметрами.

То есть если взять конденсатор на 3 мкФ, а после него подсоединить на 1 мкФ – то конечный результат будет 1 мкФ. Конечно, на первом можно будет наблюдать значение в 3 мкФ.

Но второй элемент не сможет столько пропустить, и он будет срезать всё, что больше необходимого значения, оставляя большую емкость на первоначальном конденсаторе. Давайте рассмотрим, что нужно рассчитать, когда делается последовательное соединение конденсаторов. Формула:

Н=КЕ/ОЕК

  • ОЕ – общая емкость;
  • Н – напряжение;
  • КЕ – конечная емкость.

Что ещё необходимо знать, чтобы правильно соединить конденсаторы?

Для начала не забывайте, что кроме ёмкости они ещё обладают номинальным напряжением. Почему? Когда осуществляется последовательное соединение, то напряжение распределяется обратно пропорционально их ёмкостям между ними самими.

Поэтому использовать такой подход имеет смысл только в тех случаях, когда любой конденсатор сможет предоставить минимально необходимые параметры работы. Если используются элементы, у которых одинаковая емкость, то напряжение между ними будет разделяться поровну.

Также небольшое предостережение относительно электролитических конденсаторов: при работе с ними всегда внимательно контролируйте их полярность. Ибо при игнорировании этого фактора последовательное соединение конденсаторов может дать ряд нежелательных эффектов. И хорошо, если всё ограничится только пробоем данных элементов.

Помните, что конденсаторы копят ток, и если что-то пойдёт не так, в зависимости от схемы может случиться прецедент, в результате которого из строя выйдут другие составляющие схемы.

Ток при последовательном соединении

Из-за того, что у него существует только один возможный путь протекания, он будет иметь одно значение для всех конденсаторов. При этом количество накопленного заряда везде обладает одинаковым значением. От емкости это не зависит.

Посмотрите на любую схему последовательного соединения конденсаторов. Правая обкладка первого соединена с левой второго и так далее. Если используется больше 1 элемента, то часть из них будет изолированной от общей цепи.

Таким образом, эффективная площадь обкладок становится меньшей и равняется параметрам самого маленького конденсатора. Какое физическое явление лежит в основе этого процесса? Дело в том, что как только конденсатор наполняется электрическим зарядом, то он перестаёт пропускать ток.

И он тогда не может протекать по всей цепи. Остальные конденсаторы в таком случае тоже не смогут заряжаться.

Падение напряженности и общая емкость

Каждый элемент понемногу рассеивает напряжение. Учитывая, что емкость ему обратно пропорциональна, то чем она меньше, тем большим будет падение.

Как уже упоминалось ранее, последовательно соединённые конденсаторы обладают одинаковым электрическим зарядом. Поэтому при делении всех выражений на общее значение можно получить уравнение, которое покажет всю емкость.

В этом последовательное и параллельное соединение конденсаторов сильно разнятся.

Пример № 1

Давайте воспользуемся представленными в статье формулами и рассчитаем несколько практических задач. Итак, у нас есть три конденсатора. Их емкость составляет: С1 = 25 мкФ, С2 = 30 мкФ и С3 = 20 мкФ. Они соединены последовательно.

Необходимо найти их общую емкость. Используем соответствующее уравнение 1/С: 1/С1 + 1/С2 + 1/С3 = 1/25 + 1/30 + 1/20 = 37/300.

Переводим в микрофарады, и общая емкость конденсатора при последовательном соединении (а группа в данном случае считается как один элемент) составляет примерно 8,11 мкФ.

Пример № 2

Давайте, чтобы закрепить наработки, решим ещё одну задачу. Имеется 100 конденсаторов. Емкость каждого элемента составляет 2 мкФ. Необходимо определить их общую емкость. Нужно их количество умножить на характеристику: 100*2=200 мкФ. Итак, общая емкость конденсатора при последовательном соединении составляет 200 микрофарад. Как видите, ничего сложного.

Заключение

Итак, мы проработали теоретические аспекты, разобрали формулы и особенности правильного соединения конденсаторов (последовательно) и даже решили несколько задачек. Хочется напомнить, чтобы читатели не упускали из внимания влияние номинального напряжения. Также желательно, чтобы подбирались элементы одного типа (слюдяные, керамические, металлобумажные, плёночные). Тогда последовательное соединение конденсаторов сможет дать нам наибольший полезный эффект.

Источник: https://www.syl.ru/article/237511/new_posledovatelnoe-soedinenie-kondensatorov-formula

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 необходимый конденсатор. 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 2 – 3 конденсатора на 470 микрофарад. Ставить конденсатор на 470 микрофарад, вместо положенных 1000? Нет, это допустимо не всегда. Так как же быть? Ехать на радиорынок за несколько десятков километров за одним конденсатором?

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:

Параллельное соединение

Принципиальная схема параллельного соединения

Последовательное соединение

Принципиальная схема последовательного соединения

Также можно комбинировать параллельное и последовательное соединение конденсаторов. 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 конденсатора;

С2 – ёмкость второго конденсатора;

С3 – ёмкость третьего конденсатора;

СN – ёмкость N-ого конденсатора;

Cобщ – суммарная ёмкость составного конденсатора.

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

Внимание! Все расчёты необходимо производить в одних единицах. Если рассчитываем ёмкости в микрофарадах, то нужно указывать ёмкость C1C2 в микрофарадах. Результат также получим в микрофарадах. Это правило стоит соблюдать, иначе ошибки не избежать!

Обратите внимание

Чтобы не допустить ошибку при переводе микрофарад в пикофарады или нанофарады можно воспользоваться специальной таблицей. В ней указаны приставки, используемые для краткой записи и множители, с помощью которых можно пересчитать значения величин. 

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

Внимание! Данная формула справедлива только для двух конденсаторов! Для большего количества последовательно включенных конденсаторов потребуется другая формула. Она более запутанная, да и не всегда пригождается .

Или то же самое, но более понятно:

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

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

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

Стоит также запомнить простое правило:

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

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

Проверим конденсатор, замерив ёмкость, и на практике подтвердим правильность показанных здесь формул для расчёта

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

Замер ёмкости последовательно соединённых конденсаторов

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

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

Измерение ёмкости параллельно соединённых конденсаторов

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

Важно

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

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

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

Для электролитических конденсаторов.

При соединении электролитических конденсаторов строго соблюдайте полярность! При параллельном соединении электролитических конденсаторов всегда соединяйте минусовой вывод одного конденсатора с минусовым выводом другого. Плюсовой вывод с плюсовым.

Параллельное соединение электролитических конденсаторов

Схема параллельного соединения

В последовательном соединении электролитических конденсаторов ситуация обратная. Необходимо соединять плюсовой вывод с минусовым. Получается что-то вроде последовательного соединения батареек.

Последовательное соединение электролитических конденсаторов

Схема последовательного соединения конденсаторов

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.

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 этих конденсаторов будет иметь меньшее номинальное напряжение (например, 25 вольт), то он вскоре выйдет из строя.

Совет

Желательно, чтобы для составного конденсатора подбирались конденсаторы одного типа (плёночные, керамические, слюдяные, металлобумажные). Лучше будет, если они взяты из одной партии.

Конечно, возможно и смешанное (комбинированное) соединение конденсаторов, но в практике оно не применяется (я не видел ). Расчёт ёмкости смешанного соединения конденсаторов обычно достаётся тем, кто решает задачи по физике и сдаёт экзамены 🙂

Источник: http://radiodvor.com/news/fashion/soedinenie-kondensatorov-kak-pravilno-so.html

Последовательное и параллельное соединение конденсаторов

На практике часто используются тела, обладающие малыми (и очень малыми) размерами, которые могут накопить большой заряд, при этом имея небольшой потенциал. Такие объекты называют конденсаторами. Одна из основных характеристик конденсатора – это его емкость.

Имея в резерве набор конденсаторов, обладающих разными параметрами, можно расширить спектр величин емкостей и диапазон рабочих напряжений, если применять их соединения.

Различают три типа соединений конденсаторов: последовательное, параллельное и смешанное (параллельное и последовательное).

Последовательное соединение конденсаторов

Последовательное соединение изконденсаторов изображено на рис. 1

Здесь (рис.1) положительная обкладка одного конденсатора соединяется с отрицательной обкладкой следующего конденсатора. При таком соединении обкладки соседних конденсаторов создают единый проводник. У всех конденсаторов, соединенных последовательно на обкладках имеются равные по величине заряды. Электрическая емкость последовательного соединения конденсаторов вычисляется по формуле:

где– электрическая емкость i-го конденсатора.

Если емкости конденсаторов при последовательном соединении равны, то емкость последовательного их соединения составляет:

где N – количество последовательно соединенных конденсаторов. При этом предельное напряжение (U), которое выдержит подобная батарея конденсаторов составит:

где– предельное напряжение каждого конденсатора соединения. При последовательном соединении конденсаторов следует следить за тем, чтобы ни на один из конденсаторов батареи не падало напряжение, превышающее его максимальное рабочее напряжение.

Параллельное соединение конденсаторов

Параллельное соединение N конденсаторов изображено на рис. 2.

При параллельном соединении конденсаторов соединяют обкладки, обладающие зарядами одного знака (плюс с плюсом; минус с минусом). В результате такого соединения одна обкладка каждого конденсатора имеет одинаковый потенциал, например,, а другая. Разности потенциалов на обкладках всех конденсаторов при их параллельном соединении равны.

При параллельном соединении конденсаторов суммарная емкость соединения рассчитывается как сумма емкостей отдельных конденсаторов:

При параллельном соединении конденсаторов напряжение равно самой наименьшей величине рабочего напряжения конденсатора из состава рассматриваемого соединения.

Примеры решения задач

Понравился сайт? Расскажи друзьям!

Источник: http://ru.solverbook.com/spravochnik/fizika/posledovatelnoe-i-parallelnoe-soedinenie-kondensatorov/

Емкость конденсатора при последовательном соединении - советы электрика

Параллельное и последовательное соединение конденсаторов: способы, правила, формулы

Не всегда удаётся подобрать конденсатор нужного номинала

Очень часто начинающие домашние мастера, обнаружив поломку прибора, стараются самостоятельно обнаружить причину. Увидев сгоревшую деталь, они стараются найти подобную, а если это не удаётся, несут прибор в ремонт.

На самом деле, не обязательно, чтобы показатели совпадали. Можно использовать конденсаторы меньшего номинала, соединив их в цепь. Главное – сделать это правильно. При этом достигается сразу 3 цели – поломка устранена, приобретён опыт, сэкономлены средства семейного бюджета.

Попробуем разобраться, какие способы соединения существуют и на какие задачи рассчитаны последовательное и параллельное соединение конденсаторов.

Часто без соединения конденсаторов в батарею не обойтись. Главное – сделать это правильно

Соединение конденсаторов в батарею: способы выполнения

Существует 3 способа соединения, каждый из которых преследует свою определённую цель:

  1. Параллельное – выполняется в случае необходимости увеличить ёмкость, оставив напряжение на прежнем уровне.
  2. Последовательное – обратный эффект. Напряжение увеличивается, ёмкость уменьшается.
  3. Смешанное – увеличивается как ёмкость, так и напряжение.

Теперь рассмотрим каждый из способов более подробно.

Параллельное соединение: схемы, правила

На самом деле всё довольно просто. При параллельном соединении расчёт общей ёмкости можно вычислить путём простейшего сложения всех конденсаторов. Итоговая формула будет выглядеть следующим образом: Собщ= С₁ + С₂ + С₃ + … + Сn. При этом напряжение на каждом их элементов будет оставаться неизменным: Vобщ= V₁ = V₂ = V₃ = … = Vn.

Соединение при таком подключении будет иметь следующий вид:

Получается, что подобный монтаж подразумевает подключение всех пластин конденсаторов к точкам питания. Такой способ встречается наиболее часто. Но может произойти ситуация, когда важно увеличить напряжение. Разберёмся, каким образом это сделать.

Последовательное соединение: способ, используемый реже

При использовании способа последовательного подключения конденсаторов напряжение в цепи возрастает.

Оно складывается из напряжения всех элементов и выглядит так: Vобщ= V₁ + V₂ + V₃ +…+ Vn.

Обратите внимание

При этом ёмкость изменяется в обратной пропорции: 1/Собщ= 1/С₁ + 1/С₂ + 1/С₃ + … + 1/Сn. Рассмотрим изменения ёмкости и напряжения при последовательном включении на примере.

Дано: 3 конденсатора с напряжением 150 В и ёмкостью 300 мкф. Подключив их последовательно, получим:

  • напряжение: 150 + 150 + 150 = 450 В;
  • ёмкость: 1/300 + 1/300 + 1/300 = 1/С = 299 мкф.

Внешне подобное подключение обкладок (пластин) будет выглядеть так:

Выполняют такое соединение в том случае, если есть опасность пробоя диэлектрика конденсатора при подаче напряжения в цепь. Но ведь существует и ещё один способ монтажа.

Полезно знать! Применяют также последовательное и параллельное соединение резисторов и конденсаторов. Это делается с целью снижения подаваемого на конденсатор напряжения и исключения его пробоя. Однако следует учитывать, что напряжения должно быть достаточно для работы самого прибора.

Смешанное соединение конденсаторов: схема, причины необходимости применения

Такое подключение (его ещё называют последовательно-параллельным) применяют в случае необходимости увеличения, как ёмкости, так и напряжения. Здесь вычисление общих параметров немного сложнее, но не настолько, чтобы нельзя было разобраться начинающему радиолюбителю. Для начала посмотрим, как выглядит такая схема.

Составим алгоритм вычислений.

  • всю схему нужно разбить на отдельные части, высчитать параметры которых просто;
  • высчитываем номиналы;
  • вычисляем общие показатели, как при последовательном включении.

Выглядит подобный алгоритм следующим образом:

Преимущество смешанного включения конденсаторов в цепь по сравнению с последовательным или параллельным

Смешанное соединение конденсаторов решает задачи, которые не под силу параллельным и последовательным схемам. Его можно использовать при подключении электродвигателей либо иного оборудования, его монтаж возможен отдельными участками. Монтаж его намного проще за счёт возможности выполнения отдельными частями.

Интересно знать! Многие радиолюбители считают этот способ более простым и приемлемым, чем два предыдущих. На самом деле, так и есть, если полностью понять алгоритм действий и научиться пользоваться им правильно.

Смешанное, параллельное и последовательное соединение конденсаторов: на что обратить внимание при его выполнении

Соединяя конденсаторы, в особенности электролитические, обратите внимание на строгое соблюдение полярности. Параллельное присоединение подразумевает подключение «минус/минус», а последовательное – «плюс/минус». Все элементы должны быть однотипны –плёночные, керамические, слюдяные либо металлобумажные.

А вот что умеют делать всем известные китайские «изобретатели» – такой конденсатор явно долго не протянетПолезно знать! Выход из строя конденсаторов часто происходит по вине производителя, экономящего на деталях (чаще это приборы китайского производства). Поэтому правильно рассчитанные и собранные в схему элементы будут работать намного дольше. Конечно, при условии отсутствия замыкания в цепи, при котором работа конденсаторов невозможна в принципе.

Калькулятор расчёта ёмкости при последовательном соединении конденсаторов

А что делать, если необходимая ёмкость неизвестна? Не каждому хочется самостоятельно рассчитывать необходимую ёмкость конденсаторов вручную, а у кого-то на это просто нет времени. Для удобства производства подобных действий редакция Seti.

guru предлагает нашему уважаемому читателю воспользоваться онлайн-калькулятором расчёта конденсаторов при последовательном соединении или вычисления ёмкости. В работе он необычайно прост. Пользователю необходимо лишь ввести в поля необходимые данные, после чего нажать кнопку «Рассчитать».

Программы, в которые заложены все алгоритмы и формулы последовательного соединения конденсаторов, а также вычислений необходимой ёмкости, моментально выдаст необходимый результат.

Как рассчитать энергию заряженного конденсатора: выводим окончательную формулу

Первое, что для этого необходимо сделать – рассчитать, с какой силой притягиваются обкладки друг к другу. Это можно сделать по формуле F = q₀ × E, где q₀ является показателем величины заряда, а E – напряжённостью обкладок.

Далее нам необходим показатель напряжённости обкладок, который можно вычислить по формуле E = q / (2ε₀S), где q – заряд, ε₀ – постоянная величина, S – площадь обкладок.

В этом случае получим общую формулу для расчёта силы притяжения двух обкладок: F = q₂ / (2ε₀S).

Итогом наших умозаключений станет вывод выражения энергии заряженного конденсатора, как W = A = Fd. Однако это не окончательная формула, которая нам необходима.

Следуем далее: учитывая предыдущую информацию, мы имеем: W = dq₂ / (2ε₀S). При ёмкости конденсатора, выражаемой как C = d / (ε₀S) получаем результат W = q₂ / (2С).

Применив формулу q = СU, получим итог: W = CU² /2.

Редакция Seti.guru советует сохранить эту памятку

Конечно, для начинающего радиолюбителя все эти расчёты могут показаться сложными и непонятными, но при желании и некоторой усидчивости с ними можно разобраться. Вникнув в смысл, он поразится, насколько просто производятся все эти расчёты.

Для чего нужно знать показатель энергии конденсатора

По сути, расчёт энергии применяется редко, однако есть области, в которых это знать необходимо. К примеру, фотовспышка камеры – здесь вычисление показателя энергии очень важно. Она накапливается за определённое время (несколько секунд), а вот выдаётся мгновенно. Получается, что конденсатор сравним с аккумулятором – разница лишь в ёмкости.

Ни одна фотовспышка не сможет работать без накопителя энергии, такого, как конденсатор

Подводя итог

Порой без соединения конденсаторов не обойтись, ведь не всегда можно подобрать подходящие по номиналам.

Поэтому знание того как это сделать может выручить при поломке бытовой техники или электроники, что позволит значительно сэкономить на оплате труда специалиста по ремонту.

Как наверняка уже понял Уважаемый читатель, сделать это несложно и под силу даже начинающим домашним мастерам. А значит стоит потратить немного своего драгоценного времени и разобраться в алгоритме действий и правилах их выполнения.

Правильность соединения конденсаторов гарантирует их долгую бесперебойную работу

Надеемся, что информация, изложенная в сегодняшней статье, была полезна нашим читателям. Возможно, у Вас остались какие-либо вопросы? В этом случае их можно изложить в обсуждении ниже. Редакция Seti.guru с удовольствием на них ответит в максимально короткие сроки.

Если же Вы имеете опыт самостоятельного соединения конденсаторов (неважно, положительный он или отрицательный), убедительная просьба поделиться им с другими читателями. Это поможет начинающим мастерам более полно понять алгоритм действий и избежать ошибок. Пишите, делитесь, спрашивайте.

Важно

А напоследок мы предлагаем посмотреть короткий, но довольно информативный видеоролик по сегодняшней теме.

Источник: https://seti.guru/parallelnoe-i-posledovatelnoe-soedinenie-kondensatorov

При последовательном соединении конденсаторов их суммарная емкость

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

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.

Совет

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

Соединение конденсаторов

  1. Последовательное соединение
  2. Смешанное соединение
  3. Параллельное соединение
  4. Видео

В электронных и радиотехнических схемах широкое распространение получило параллельное и последовательное соединение конденсаторов. В первом случае соединение осуществляется без каких-либо общих узлов, а во втором варианте все элементы объединяются в два узла и не связаны с другими узлами, если это заранее не предусмотрено схемой.

Последовательное соединение

При последовательном соединении два и более конденсаторов соединяются в общую цепь таким образом, что каждый предыдущий конденсатор соединяется с последующим лишь в одной общей точке.

Ток (i), осуществляющий зарядку последовательной цепи конденсаторов будет иметь одинаковое значение для каждого элемента, поскольку он проходит только по единственно возможному пути.

Это положение подтверждается формулой: i = ic1 = ic2 = ic3 = ic4 .

В связи с одинаковым значением тока, протекающего через конденсаторы с последовательным соединением, величина заряда, накопленного каждым из них, будет одинаковой, независимо от емкости.

Такое становится возможным, поскольку заряд, приходящий с обкладки предыдущего конденсатора, накапливается на обкладке последующего элемента цепи.

Поэтому величина заряда у последовательно соединенных конденсаторов будет выглядеть следующим образом: Qобщ = Q1 = Q2 = Q3 .

Если рассмотреть три конденсатора С1. С2 и С3. соединенные в последовательную цепь, то выясняется, что средний конденсатор С2 при постоянном токе оказывается электрически изолированным от общей цепи.

В конечном итоге величина эффективной площади обкладок будет уменьшена до площади обкладок конденсатора с самыми минимальными размерами. Полное заполнение обкладок электрическим зарядом, делает невозможным дальнейшее прохождение по нему тока.

Обратите внимание

В результате, движение тока прекращается во всей цепи, соответственно прекращается и зарядка всех остальных конденсаторов.

Общее расстояние между обкладками при последовательном соединении представляет собой сумму расстояний между обкладками каждого элемента.

В результате соединения в последовательную цепь, формируется единый большой конденсатор, площадь обкладок которого соответствует обкладкам элемента с минимальной емкостью.

Расстояние между обкладками оказывается равным сумме всех расстояний, имеющихся в цепи.

Падение напряжения на каждый конденсатор будет разным, в зависимости от емкости. Данное положение определяется формулой: С = Q/V, в которой емкость обратно пропорциональна напряжению. Таким образом, с уменьшением емкости конденсатора на него падает более высокое напряжение. Суммарная емкость всех конденсаторов вычисляется по формуле: 1/Cобщ = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3 .

Главная особенность такой схемы заключается в прохождении электрической энергии только в одном направлении. Поэтому в каждом конденсаторе значение тока будет одинаковым. Каждый накопитель в последовательной цепи накапливает равное количество энергии, независимо от емкости. То есть емкость может воспроизводиться за счет энергии, присутствующей в соседнем накопителе.

Смешанное соединение

Параллельное соединение конденсаторов

Параллельным считается такое соединение, при котором конденсаторы соединяются между собой двумя контактами. Таким образом в одной точке может соединяться сразу несколько элементов.

Данный вид соединения позволяет сформировать единый конденсатор с большими размерами, площадь обкладок которого будет равна сумме площадей обкладок каждого, отдельно взятого конденсатора.

В связи с тем, что емкость конденсаторов находится в прямой пропорциональной зависимости с площадью обкладок, общая емкость составить суммарное количество всех емкостей конденсаторов, соединенных параллельно.

То есть, Собщ = С1 + С2 + С3 .

Поскольку разность потенциалов возникает лишь в двух точках, то на все конденсаторы, соединенные параллельно, будет падать одинаковое напряжение. Сила тока в каждом из них будет отличаться, в зависимости от емкости и значения напряжения.

Таким образом, последовательное и параллельное соединение, применяемое в различных схемах, позволяет выполнять регулировку различных параметров на тех или иных участках.

За счет этого получаются необходимые результаты работы всей системы в целом.

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?

Важно

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:

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.)

Совет

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.

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/pri-posledovatelnom-soedinenii-kondensatorov-ih-summarnaya-emkost.html

Как соединить конденсаторы

Июль 23, 2014

12695 просмотров

В предыдущих статьях были рассмотрены вопросы работы и характеристики конденсаторов. Сейчас Я расскажу о всех методах соединения конденсаторов для подключения в схему. Сразу скажу, что в жизни практически везде, за исключением редких случаев используется только параллельная схема подключения.

Следует знать, что в цепи переменного тока конденсатор выступает еще как емкостное сопротивление. При чем с увеличением величины емкости конденсатора- уменьшается сопротивление в цепи переменного тока.

Параллельное соединение конденсаторов

При параллельной схеме подключения все обкладки конденсаторов соединяются в две группы, причем один вывод с каждого конденсатора соединяется в одну группу с другими, а второй — в другую.

Наглядный пример параллельного соединения и схема на картинке.
Все параллельно соединенные конденсаторы подключаются к одному источнику напряжения, поэтому существует на них две точки разности потенциалов или напряжения.

На всех выводах конденсаторов будет абсолютно одинаковое напряжение.

При  подключении параллельно все конденсаторы вместе, образуют принципиально одну емкость, величина которой будет равняться сумме всех емкостей подключенных в цепи конденсаторов.При параллельном подключении через каждый из конденсаторов потечет разный ток, который будет зависеть от величины емкости каждого из них. Чем выше емкость, тем больший ток потечет через неё.

Параллельное соединение очень часто встречается в жизни. С его помощью можно из группы конденсаторов собрать любую необходимую емкость.

Например, для запуска 3 фазного электродвигателя в однофазной сети 220 Вольт в результате расчетов Вы получили что необходима рабочая емкость 125 мкФ. Такой емкости конденсаторов Вы не найдете в продаже.

Для того, что бы получить необходимую емкость придется купить и соединить параллельно 3 конденсатора один на 100 мкФ, второй- на 20, и третий на 5 мкФ.

Соединение конденсаторов последовательно

При последовательном соединении конденсаторов каждая из обкладок соединяется только в одной точке с одной обкладкой другого кон­денсатора. Получается цепочка конденсаторов.

Крайние два вывода подключаются к источнику тока, в результате чего происходит перераспределение между ними электрических зарядов.

Заряды на всех промежуточных обкладках одинаковые величине с чередованием по знаку. 

Через все соединенные конденсаторы последовательно протекает одинаковой величины ток, потому что у него нет другого пути прохождения.

Общая же емкость будет ограничиваться площадью обкладок самого маленького по величине, потому что как только зарядится полностью конденсатор с самой маленькой емкостью- вся цепочка перестанет пропускать ток и заряд остальных прервется.

Высчитывается же емкость по этой формуле:Но при последовательном соединении увеличивается расстояние (или изоляция) между обкладками до величины равной сумме расстояний между обкладками всех последовательно подключенных конденсаторов.

Обратите внимание

Например, если взять два конденсатора с рабочим напряжением 200 Вольт и соединить последовательно, то изоляция между их обкладками сможет выдержать 1000 Вольт при подключении в схему.

Из выше сказанного можно сделать вывод, что последовательно соединять необходимо:

  1. Для получения эквивалентного меньшего по емкости конденсатора.
  2. Если необходима емкость, работающая на более высоких напряжениях.
  3. Для создания емкостного делителя напряжения, который позволяет получить меньшей величины напряжение из более высокого.

Практически, для получения первого и второго достаточно просто купить один конденсатор с необходимой величиной емкости или рабочим напряжением. Поэтому данный метод соединения в жизни не встречается.

Смешанное соединение конденсаторов

Встречается смешанное соединение только на различных платах. Для него характерно наличие в одной цепи параллельного и последовательного соединения конденсаторов. При чем смешанное соединение может быть как последовательного, так параллельного характера.

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

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.

Основное отличие схемы последовательного соединения накопителей емкости в том, что электроэнергия протекает только в одном направлении, а это означает, что в каждом накопителе емкости составленной батареи ток будет одинаковым. В этом виде соединений конденсаторов обеспечивается равномерное накопление энергии независимо от емкости накопителей.

Группу накопителей емкости можно также на схеме рассматривать как эквивалентный накопитель, на пластины которого подается напряжение, определяемое формулой:

Основные моменты

Заряд общего (эквивалентного) накопителя группы емкостных накопителей последовательного соединения равен:

Формула

Общему значению емкости последовательно соединенных конденсаторов соответствует выражение:

Формула

Смешанное включение емкостных накопителей в схему

Параллельное и последовательное соединение конденсаторов на одном из участков цепи схемы называется специалистами смешанным соединением.

Участок цепи подсоединенных смешанным включением накопителей емкости:

Схема подключения конденсаторов

Смешанное соединение конденсаторов в схеме рассчитывается в определенном порядке, который можно представить следующим образом:

  • разбивается схема на простые для вычисления участки, это последовательное и параллельное соединение конденсаторов;
  • вычисляем эквивалентную емкость для группы конденсаторов, последовательно включенных на участке параллельного соединения;
  • проводим нахождение эквивалентной емкости на параллельном участке;
  • когда эквивалентные емкости накопителей определены, схему рекомендуется перерисовать;
  • рассчитывается емкость получившейся после последовательного включения эквивалентных накопителей электрической энергии.

Последовательное, параллельное и смешанное соединение конденсаторов

Накопители емкостей (двухполюсники) включены разными способами в цепь, это дает несколько преимуществ в решении электротехнических задач по сравнению с традиционными способами включения конденсаторов:

  1. Использование для подключения электрических двигателей и другого оборудования в цехах, в радиотехнических устройствах.
  2. Упрощение вычисления величин электросхемы. Монтаж выполняется отдельными участками.
  3. Технические свойства всех элементов не меняются, когда изменяется сила тока и магнитное поле, это применяется для включения разных накопителей. Характеризуется постоянной величиной емкости и напряжения, а заряд пропорционален потенциалу.

Вывод

Разного вида включения конденсаторов в цепь применяются для решения электротехнических задач, в частности, для получения полярных накопителей из нескольких неполярных двухполюсников.

В этом случае решением будет соединение группы однополюсных накопителей емкости по встречно-параллельному способу (треугольником). В этой схеме минус соединяется с минусом, а плюс — с плюсом.

Происходит увеличение емкости накопителя, и меняется работа двухполюсника.

Не отображаются имеющиеся вхождения: последовательное параллельное и смешанное соединение конденсаторов, последовательное и параллельное соединение конденсаторов, при параллельном соединении конденсаторов емкость.

Источник: https://domelectrik.ru/baza/komponenty/soedinenie-kondensatorov

Последовательное и параллельное соединение конденсаторов

Для достижения нужной емкости или при напряжении, превышающем номинальное напряжение, конденсаторы, могут соединяться последовательно или параллельно. Любое же сложное соединение состоит из нескольких комбинаций последовательного и параллельного соединений.

Последовательное соединение конденсаторов

При последовательном соединении конденсаторов конденсаторы подключены таким образом, что  только внешние пластины первого и последнего конденсатора подключены к источнику тока.

Заряд одинаков на всех пластинах, но внешние заряжаются от источника, а внутренние образуются только за счет разделения зарядов ранее нейтрализовавших друг друга.

При этом заряд конденсаторов в батарее меньше, чем, если бы каждый конденсатор подключался бы отдельно. Следовательно, и общая емкость батареи конденсаторов меньше.

Напряжение на данном участке цепи соотносятся следующим образом:

Зная, что напряжение конденсатора можно представить через заряд и емкость, запишем:

Сократив выражение на Q, получим знакомую формулу:

Откуда эквивалентная емкость батареи конденсаторов соединенных последовательно:

Параллельное соединение конденсаторов

При параллельном соединении конденсаторов напряжение на обкладках одинаковое, а заряды разные.

Величина общего заряда полученного конденсаторами, равна сумме зарядов всех параллельно подключенных конденсаторов. В случае батареи из двух конденсаторов:

Так как заряд конденсатора

А напряжения на каждом из конденсаторов равны, получаем следующее выражение для эквивалентной емкости двух параллельно соединенных конденсаторов

Пример 1

Важно

Какова результирующая емкость 4 конденсаторов включенных последовательно и параллельно, если известно что С1 = 10 мкФ, C2 = 2 мкФ, C3 = 5 мкФ, а C4 = 1 мкФ?

При последовательном соединении общая емкость равна:

При параллельном соединении общая емкость равна:

Пример 2

Определить результирующую емкость группы конденсаторов подключенных последовательно-параллельно, если известно, что С1 = 7 мкФ, С2 = 2 мкФ, С3 = 1 мкФ.

Сначала найдем общую емкость параллельного участка цепи:

Затем найдем общую емкость для всей цепи:

По сути, расчет общей емкости конденсаторов схож с расчетом общего сопротивления цепи в случае с последовательным или параллельным соединением, но при этом, зеркально противоположен.

Советуем прочесть – Заряд и разряд конденсатора

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0.00 (0 Голоса)

Источник: https://electroandi.ru/elektronika/posledovatelnoe-i-parallelnoe-soedinenie-kondensatorov.html

Последовательное соединение конденсаторов: формула :

Под последовательным соединением подразумевают случаи, когда два или больше элемента имеют вид цепи, при этом каждый из них соединяется с другим только в одной точке. Зачем конденсаторы так размещаются? Как это правильно сделать? Что необходимо знать? Какие особенности последовательное соединение конденсаторов имеет на практике? Какая формула результата?

Что необходимо знать для правильного соединения?

Увы, но здесь не всё так легко сделать, как может показаться. Многие новички думают, что если на схематическом рисунке написано, что необходим элемент на 49 микрофарад, то достаточно его просто взять и установить (или заменить равнозначным).

Но необходимые параметры подобрать сложно даже в профессиональной мастерской. И что делать, если нет нужных элементов? Допустим, есть такая ситуация: необходим конденсатор на 100 микрофарад, а есть несколько штук на 47. Поставить его не всегда можно.

Ехать на радиорынок за одним конденсатором? Не обязательно. Достаточно будет соединить пару элементов. Существует два основных способа: последовательное и параллельное соединение конденсаторов. Вот о первом мы и поговорим.

Но если говорить про последовательное соединение катушки и конденсатора, то тут особых проблем нет.

Зачем так делают?

Когда с ними проводятся такие манипуляции, то электрические заряды на обкладках отдельных элементов будут равны: КЕ=К1=К2=К3. КЕ – конечная емкость, К – пропускаемое значение конденсатора.

Почему так? Когда заряды поступают от источника питания на внешние обкладки, то на внутренних может быть осуществлен перенос величины, которая является значением элемента с наименьшими параметрами.

То есть если взять конденсатор на 3 мкФ, а после него подсоединить на 1 мкФ – то конечный результат будет 1 мкФ. Конечно, на первом можно будет наблюдать значение в 3 мкФ.

Но второй элемент не сможет столько пропустить, и он будет срезать всё, что больше необходимого значения, оставляя большую емкость на первоначальном конденсаторе. Давайте рассмотрим, что нужно рассчитать, когда делается последовательное соединение конденсаторов. Формула:

Н=КЕ/ОЕК

  • ОЕ – общая емкость;
  • Н – напряжение;
  • КЕ – конечная емкость.

Что ещё необходимо знать, чтобы правильно соединить конденсаторы?

Для начала не забывайте, что кроме ёмкости они ещё обладают номинальным напряжением. Почему? Когда осуществляется последовательное соединение, то напряжение распределяется обратно пропорционально их ёмкостям между ними самими.

Поэтому использовать такой подход имеет смысл только в тех случаях, когда любой конденсатор сможет предоставить минимально необходимые параметры работы. Если используются элементы, у которых одинаковая емкость, то напряжение между ними будет разделяться поровну.

Также небольшое предостережение относительно электролитических конденсаторов: при работе с ними всегда внимательно контролируйте их полярность. Ибо при игнорировании этого фактора последовательное соединение конденсаторов может дать ряд нежелательных эффектов. И хорошо, если всё ограничится только пробоем данных элементов.

Помните, что конденсаторы копят ток, и если что-то пойдёт не так, в зависимости от схемы может случиться прецедент, в результате которого из строя выйдут другие составляющие схемы.

Ток при последовательном соединении

Из-за того, что у него существует только один возможный путь протекания, он будет иметь одно значение для всех конденсаторов. При этом количество накопленного заряда везде обладает одинаковым значением. От емкости это не зависит.

Посмотрите на любую схему последовательного соединения конденсаторов. Правая обкладка первого соединена с левой второго и так далее. Если используется больше 1 элемента, то часть из них будет изолированной от общей цепи.

Таким образом, эффективная площадь обкладок становится меньшей и равняется параметрам самого маленького конденсатора. Какое физическое явление лежит в основе этого процесса? Дело в том, что как только конденсатор наполняется электрическим зарядом, то он перестаёт пропускать ток.

И он тогда не может протекать по всей цепи. Остальные конденсаторы в таком случае тоже не смогут заряжаться.

Падение напряженности и общая емкость

Каждый элемент понемногу рассеивает напряжение. Учитывая, что емкость ему обратно пропорциональна, то чем она меньше, тем большим будет падение.

Как уже упоминалось ранее, последовательно соединённые конденсаторы обладают одинаковым электрическим зарядом. Поэтому при делении всех выражений на общее значение можно получить уравнение, которое покажет всю емкость.

В этом последовательное и параллельное соединение конденсаторов сильно разнятся.

Пример № 1

Давайте воспользуемся представленными в статье формулами и рассчитаем несколько практических задач. Итак, у нас есть три конденсатора. Их емкость составляет: С1 = 25 мкФ, С2 = 30 мкФ и С3 = 20 мкФ. Они соединены последовательно.

Необходимо найти их общую емкость. Используем соответствующее уравнение 1/С: 1/С1 + 1/С2 + 1/С3 = 1/25 + 1/30 + 1/20 = 37/300.

Переводим в микрофарады, и общая емкость конденсатора при последовательном соединении (а группа в данном случае считается как один элемент) составляет примерно 8,11 мкФ.

Пример № 2

Давайте, чтобы закрепить наработки, решим ещё одну задачу. Имеется 100 конденсаторов. Емкость каждого элемента составляет 2 мкФ. Необходимо определить их общую емкость. Нужно их количество умножить на характеристику: 100*2=200 мкФ. Итак, общая емкость конденсатора при последовательном соединении составляет 200 микрофарад. Как видите, ничего сложного.

Заключение

Итак, мы проработали теоретические аспекты, разобрали формулы и особенности правильного соединения конденсаторов (последовательно) и даже решили несколько задачек. Хочется напомнить, чтобы читатели не упускали из внимания влияние номинального напряжения. Также желательно, чтобы подбирались элементы одного типа (слюдяные, керамические, металлобумажные, плёночные). Тогда последовательное соединение конденсаторов сможет дать нам наибольший полезный эффект.

Источник: https://www.syl.ru/article/237511/new_posledovatelnoe-soedinenie-kondensatorov-formula

Как увеличить емкость конденсатора: проверенный способ соединения, формула, типы подключений

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

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

Электрическая емкость

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

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

Параллельное соединение

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

Параллельное соединение обладает такими свойствами:

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

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

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

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

Последовательное включение конденсаторов

Свойства последовательного включения конденсаторов:

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

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

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

Для чего тогда нужен подобный способ подключения? Такая цепь более устойчива и может выдержать большее напряжение при подключении в схему при меньшем емкостном номинале конденсатора.

Совет

Однако в продаже имеются приборы, которые и без того обладают нужными свойствами, поэтому-то такое подключение в жизни практически не используется, а если используется, то для специфических задач.

Смешанный способ

Сочетает в себе параллельное и последовательное подключения.

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

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

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

Сравнение различных вариантов

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

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

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

Источник: https://220v.guru/elementy-elektriki/kondensatory/sposob-kak-uvelichit-emkost-kondensatora-pri-podklyuchenii.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:

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.

Обратите внимание

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

Соединение конденсаторов — Знаешь как

При отсутствии конденсатора нужной емкости или на нужное номинальное напряжение его можно заменить несколькими конденсаторами с другими параметрами.

Конденсаторы соединяются последовательно, параллельно или смешано.

При последовательном соединении (рис. 4-5) на электродах всех конденсаторов будут одинаковые по величине заряды, так как от источника энергии заряды поступают только на внешние электроды, а на внутренних электродах они получаются только за счет разделения зарядов, ранее нейтрализовавших друг друга.

Рис. 4-5. Последовательное соединение конденсаторов

Обозначив заряд каждого из электродов конденсатора через Q, можно  написать:

U1 = Q/C1 и U2 = Q/C2

таким образом, при различных значениях емкостей напряжения на них будут различны.

Выражая напряжение на зажимах цепи

U = U1 + U2

через отношение зарядов к емкостям конденсаторов, получим:

Q : C = (Q : C1) + (Q : C2)

или, сокращая на Q, напишем:

1 : C = (1 :C1) + (1 : C2)

откуда обща я или эквивалентная емкость двух последовательно соединенных конденсаторов

C = (C1C2) : (C1 + C2)

При параллельном соединении конденсаторов (рис. 4-6) напряжения на всех конденсаторах одинаковы, а заряды в общем случае имеют разные значения

Рис. 4-6. Параллельное соединение конденсаторов.

Заряд, полученный всеми параллельно соединенными конденсаторами, равен сумме зарядов отдельных конденсаторов, т. е.

 Q = Q1 + Q2

откуда общая или эквивалентная емкость

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

т. е. равна сумме емкостей отдельных конденсаторов.

При другом числе последовательно или параллельно соединенных конденсаторов, пользуясь формулами , нетрудно определить эквивалентные емкости.

Пример 4-1. Определить общую или эквивалентную емкость двух конденсаторов при последовательном и параллельном соединении их: С1 — 1 мкф; С2 = 3 мкф.

Эквивалентная емкость при последовательном соединении конденсаторов

С = (С1С2) : (C1 + C2) = (1 • 3) : 1 + 3 = 0,75 мкф

Эквивалентная емкость при параллельном соединении конденсаторов

C = C1 + C2 = 1+ 3 = 4 мкф.

Статья на тему Соединение конденсаторов

Конденсаторы

- learn.sparkfun.com

Введение

Конденсатор - это двухконтактный электрический компонент. Наряду с резисторами и катушками индуктивности, они являются одними из наиболее важных пассивных компонентов , которые мы используем. Вам придется очень внимательно поискать схему, в которой не имеет конденсатора в .

Особенностью конденсаторов является их способность накапливать энергию ; они похожи на полностью заряженную электрическую батарею. Колпачки , как мы их обычно называем, имеют множество критических применений в схемах. Общие приложения включают локальное накопление энергии, подавление скачков напряжения и комплексную фильтрацию сигналов.

Рассмотрено в этом учебном пособии

В этом руководстве мы рассмотрим всевозможные темы, связанные с конденсаторами, в том числе:

  • Как делается конденсатор
  • Как работает конденсатор
  • Емкость
  • Типы конденсаторов
  • Как распознать конденсаторы
  • Как емкость сочетается последовательно и параллельно
  • Применение конденсаторов общего назначения

Рекомендуемая литература

Некоторые концепции в этом руководстве основаны на предыдущих знаниях в области электроники.Прежде чем переходить к этому руководству, подумайте о том, чтобы сначала прочитать (хотя бы бегло просмотр) эти:


Обозначения и единицы измерения

Условные обозначения цепей

Есть два распространенных способа изобразить конденсатор на схеме. У них всегда есть две клеммы, которые подключаются к остальной цепи. Символ конденсаторов состоит из двух параллельных линий, которые могут быть плоскими или изогнутыми; обе линии должны быть параллельны друг другу, близко друг к другу, но не касаться друг друга (это фактически показывает, как сделан конденсатор.Сложно описать, проще просто показать:

(1) и (2) - стандартные обозначения цепи конденсатора. (3) - пример символов конденсаторов в действии в цепи регулятора напряжения.

Символ с изогнутой линией (№2 на фото выше) указывает, что конденсатор поляризован, что означает, что это, вероятно, электролитический конденсатор. Подробнее об этом в разделе о типах конденсаторов этого руководства.

Каждый конденсатор должен сопровождаться названием - C1, C2 и т. Д.. - и стоимость. Значение должно указывать на емкость конденсатора; сколько там фарадов. Кстати о фарадах ...

Емкость

Не все конденсаторы одинаковы. Каждый конденсатор имеет определенную емкость. Емкость конденсатора говорит вам, сколько заряда он может хранить , большая емкость означает большую емкость для хранения заряда. Стандартная единица измерения емкости называется фарад , сокращенно F .

Получается, что фарад - это лот емкости, даже 0,001 Ф (1 миллифарад - 1 мФ) - это большой конденсатор. Обычно вы видите конденсаторы с номиналом от пико- (10 -12 ) до микрофарад (10 -6 ).

9
Название префикса Сокращение Вес Эквивалентные фарады
Пикофарад пФ 10 -12 0,000000000001 F
Нанофарад nF 10 0.000000001 F
Микрофарад мкФ 10 -6 0,000001 F
Милифарад мФ 10 -3 0,001 F
Килофарад килофарад килофарад 10 3 1000 Ф

Когда вы переходите к диапазону емкости от фарада до килофарада, вы начинаете говорить о специальных конденсаторах, называемых конденсаторами super или ultra .


Теория конденсаторов

Примечание : Материал на этой странице не совсем критичен для понимания новичками в электронике ... и к концу все становится немного сложнее. Мы рекомендуем прочитать раздел How a Capacitor is made , остальные, вероятно, можно пропустить, если они вызывают у вас головную боль.

Как делается конденсатор

Схема обозначения конденсатора на самом деле очень похожа на то, как он сделан.Конденсатор состоит из двух металлических пластин и изоляционного материала, называемого диэлектриком . Металлические пластины размещены очень близко друг к другу, параллельно, но диэлектрик находится между ними, чтобы они не соприкасались.

Стандартный сэндвич конденсатора: две металлические пластины, разделенные изолирующим диэлектриком.

Диэлектрик может быть изготовлен из любых изоляционных материалов: бумаги, стекла, резины, керамики, пластика или чего-либо еще, что препятствует прохождению тока.

Пластины изготовлены из проводящего материала: алюминия, тантала, серебра или других металлов. Каждый из них подключен к клеммному проводу, который в конечном итоге подключается к остальной части схемы.

Емкость конденсатора - сколько в нем фарад - зависит от его конструкции. Для большей емкости требуется конденсатор большего размера. Пластины с большей площадью перекрывающейся поверхности обеспечивают большую емкость, а большее расстояние между пластинами означает меньшую емкость. Материал диэлектрика даже влияет на то, сколько фарад имеет колпачок.Полная емкость конденсатора может быть рассчитана по формуле:

Где ε r - относительная диэлектрическая проницаемость диэлектрика (постоянное значение, определяемое материалом диэлектрика), A - площадь перекрытия пластин друг с другом, а d - расстояние между пластинами.

Как работает конденсатор

Электрический ток - это поток электрического заряда, который электрические компоненты используют для зажигания, вращения или выполнения любых действий.Когда ток течет в конденсатор, заряды «застревают» на пластинах, потому что не могут пройти через изолирующий диэлектрик. Электроны - отрицательно заряженные частицы - засасываются одной из пластин, и она становится в целом заряженной отрицательно. Большая масса отрицательных зарядов на одной пластине отталкивает, как заряды, на другой пластине, делая ее заряженной положительно.

Положительный и отрицательный заряды на каждой из этих пластин притягиваются друг к другу, потому что это то, что делают противоположные заряды.Но с диэлектриком, сидящим между ними, как бы они ни хотели соединиться, заряды навсегда останутся на пластине (до тех пор, пока им не будет куда-то идти). Стационарные заряды на этих пластинах создают электрическое поле, которое влияет на электрическую потенциальную энергию и напряжение. Когда заряды группируются на конденсаторе, как этот, конденсатор накапливает электрическую энергию так же, как батарея может хранить химическую энергию.

Зарядка и разрядка

Когда на пластинах конденсатора сливаются положительный и отрицательный заряды, конденсатор становится заряженным .Конденсатор может сохранять свое электрическое поле - удерживать свой заряд, потому что положительный и отрицательный заряды на каждой из пластин притягиваются друг к другу, но никогда не достигают друг друга.

В какой-то момент обкладки конденсатора будут настолько заряжены, что просто не смогут больше их принимать. На одной пластине достаточно отрицательных зарядов, чтобы они могли отразить любые другие, которые попытаются присоединиться. Здесь вступает в игру емкость конденсатора ( фарад), которая говорит вам о максимальном количестве заряда, которое может хранить конденсатор.

Если в цепи создается путь, который позволяет зарядам найти другой путь друг к другу, они покинут конденсатор, и разрядит .

Например, в схеме ниже можно использовать батарею для создания электрического потенциала на конденсаторе. Это вызовет нарастание одинаковых, но противоположных зарядов на каждой из пластин, пока они не станут настолько полными, что оттолкнут ток от протекания. Светодиод, помещенный последовательно с крышкой, может обеспечить путь для тока, а энергия, накопленная в конденсаторе, может использоваться для кратковременного освещения светодиода.

Расчет заряда, напряжения и тока

Емкость конденсатора - сколько в нем фарад - говорит вам, сколько заряда он может хранить. Уровень заряда конденсатора , который в настоящее время хранится , зависит от разности потенциалов (напряжения) между его пластинами. Это соотношение между зарядом, емкостью и напряжением можно смоделировать с помощью следующего уравнения:

Заряд (Q), накопленный в конденсаторе, является произведением его емкости (C) и приложенного к нему напряжения (V).

Емкость конденсатора всегда должна быть постоянной известной величиной. Таким образом, мы можем регулировать напряжение, чтобы увеличить или уменьшить заряд крышки. Больше напряжения означает больше заряда, меньше напряжения ... меньше заряда.

Это уравнение также дает нам хороший способ определить значение одного фарада. Один фарад (F) - это способность хранить одну единицу энергии (кулоны) на каждый вольт.

Расчет тока

Мы можем пойти дальше по уравнению заряда / напряжения / емкости, чтобы выяснить, как емкость и напряжение влияют на ток, потому что ток - это скорость потока заряда.Суть отношения конденсатора к напряжению и току такова: величина тока , протекающего через конденсатор , зависит как от емкости, так и от того, как быстро напряжение растет или падает . Если напряжение на конденсаторе быстро возрастает, через конденсатор будет индуцироваться большой положительный ток. Более медленный рост напряжения на конденсаторе означает меньший ток через него. Если напряжение на конденсаторе стабильное и неизменное, через него не будет проходить ток.

(Это некрасиво, и касается вычислений. Это не все, что необходимо, пока вы не перейдете к анализу во временной области, разработке фильтров и прочим грубым вещам, поэтому переходите к следующей странице, если вам не нравится это уравнение .) Уравнение для расчета тока через конденсатор:

Часть этого уравнения dV / dt является производной (причудливый способ сказать мгновенная скорость ) напряжения во времени, это эквивалентно тому, «насколько быстро напряжение растет или падает в этот самый момент».Большой вывод из этого уравнения заключается в том, что если напряжение стабильно , производная равна нулю, что означает, что ток также равен нулю . Вот почему ток не может протекать через конденсатор, поддерживающий постоянное постоянное напряжение.


Типы конденсаторов

Существуют всевозможные типы конденсаторов, каждый из которых имеет определенные особенности и недостатки, которые делают его лучше для одних приложений, чем для других.

При выборе типа конденсатора необходимо учитывать несколько факторов:

  • Размер - Размер как по физическому объему, так и по емкости.Нередко конденсатор является самым большим компонентом в цепи. Также они могут быть очень маленькими. Для большей емкости обычно требуется конденсатор большего размера.
  • Максимальное напряжение - Каждый конденсатор рассчитан на максимальное падение напряжения на нем. Некоторые конденсаторы могут быть рассчитаны на 1,5 В, другие - на 100 В. Превышение максимального напряжения обычно приводит к разрушению конденсатора.
  • Ток утечки - Конденсаторы не идеальны.Каждая крышка склонна пропускать небольшое количество тока через диэлектрик от одного вывода к другому. Эта крошечная потеря тока (обычно наноампер или меньше) называется утечкой. Утечка заставляет энергию, накопленную в конденсаторе, медленно, но верно истощаться.
  • Эквивалентное последовательное сопротивление (ESR) - Выводы конденсатора не на 100% проводящие, они всегда будут иметь небольшое сопротивление (обычно менее 0,01 Ом). Это сопротивление становится проблемой, когда через колпачок проходит большой ток, вызывая потери тепла и мощности.
  • Допуск - Конденсаторы также не могут иметь точную, точную емкость. Каждая крышка будет рассчитана на свою номинальную емкость, но, в зависимости от типа, точное значение может варьироваться от ± 1% до ± 20% от желаемого значения.

Конденсаторы керамические

Наиболее часто используемый и производимый конденсатор - керамический конденсатор. Название происходит от материала, из которого сделан их диэлектрик.

Керамические конденсаторы обычно бывают физически и емкостными малыми .Трудно найти керамический конденсатор больше 10 мкФ. Керамический колпачок для поверхностного монтажа обычно находится в крошечном корпусе 0402 (0,4 мм x 0,2 мм), 0603 (0,6 мм x 0,3 мм) или 0805. Керамические колпачки со сквозными отверстиями обычно выглядят как маленькие (обычно желтые или красные) лампочки с двумя выступающими клеммами.

Две крышки в радиальном корпусе со сквозным отверстием; конденсатор 22 пФ слева и 0,1 мкФ справа. Посередине - крошечная крышка 0,1 мкФ 0603 для поверхностного монтажа.

По сравнению с не менее популярными электролитическими крышками керамические конденсаторы являются более близкими к идеальным (гораздо более низкими значениями ESR и токов утечки), но их небольшая емкость может быть ограничивающей.Обычно они также являются наименее дорогим вариантом. Эти колпачки хорошо подходят для высокочастотной связи и развязки.

Электролитический алюминий и тантал

Электролитики

хороши тем, что они могут упаковать много емкости в относительно небольшой объем. Если вам нужен конденсатор емкостью от 1 мкФ до 1 мФ, вы, скорее всего, найдете его в электролитической форме. Они особенно хорошо подходят для высоковольтных приложений из-за их относительно высокого максимального номинального напряжения.

Алюминиевые электролитические конденсаторы, самые популярные из семейства электролитических, обычно выглядят как маленькие жестяные банки с обоими выводами, выходящими снизу.

Ассортимент электролитических конденсаторов для сквозных отверстий и поверхностного монтажа. Обратите внимание, что у каждого из них есть метод маркировки катода (отрицательный вывод).

К сожалению, электролитические крышки обычно поляризованы . У них есть положительный вывод - анод - и отрицательный вывод, называемый катодом.Когда напряжение подается на электролитический колпачок, анод должен иметь более высокое напряжение, чем катод. Катод электролитического конденсатора обычно обозначается знаком «-» и цветной полосой на корпусе. Ножка анода также может быть немного длиннее, как еще один признак. Если на электролитический колпачок подать обратное напряжение, они выйдут из строя ( выскочит из и разорвется) и навсегда. После лопания электролитик будет вести себя как короткое замыкание.

Эти колпачки также известны своей утечкой - позволяя небольшим токам (порядка нА) проходить через диэлектрик от одного вывода к другому. Это делает электролитические колпачки менее чем идеальными для хранения энергии, что, к сожалению, с учетом их высокой емкости и номинального напряжения.

Суперконденсаторы

Если вы ищете конденсатор, предназначенный для хранения энергии, не ищите ничего, кроме суперконденсаторов. Эти колпачки имеют уникальную конструкцию, обеспечивающую высоких емкостей в диапазоне фарад.

Суперконденсатор 1Ф (!). Высокая емкость, но рассчитана только на 2,5 В. Обратите внимание, что они также поляризованы.

Несмотря на то, что они могут хранить огромное количество заряда, суперкаперы не могут работать с очень высокими напряжениями. Этот суперконденсатор 10F рассчитан только на максимальное напряжение 2,5 В. Любое большее, чем это, уничтожит его. Суперэлементы обычно устанавливаются последовательно для достижения более высокого номинального напряжения (при уменьшении общей емкости).

Основное применение суперконденсаторов в - накопление и выделение энергии , как батареи, которые являются их основным конкурентом.Хотя суперконденсаторы не могут удерживать столько энергии, сколько батарея такого же размера, они могут высвобождать ее намного быстрее и обычно имеют гораздо больший срок службы.

Другое

Электролитические и керамические крышки покрывают около 80% типов конденсаторов (а суперкапсы только около 2%, но они супер!). Другим распространенным типом конденсаторов является пленочный конденсатор , который отличается очень низкими паразитными потерями (ESR), что делает их идеальными для работы с очень высокими токами.

Есть много других менее распространенных конденсаторов. Переменные конденсаторы могут производить емкости различной емкости, что делает их хорошей альтернативой переменным резисторам в схемах настройки. Скрученные провода или печатные платы могут создавать емкость (иногда нежелательную), поскольку каждый состоит из двух проводников, разделенных изолятором. Лейденские банки - стеклянная банка, наполненная проводниками и окруженная ими, - это О. семейства конденсаторов. Наконец, конечно, конденсаторы потока (странная комбинация катушки индуктивности и конденсатора) имеют решающее значение, если вы когда-нибудь планируете вернуться в дни славы.


Конденсаторы последовательно / параллельно

Как и резисторы, несколько конденсаторов могут быть объединены последовательно или параллельно для создания комбинированной эквивалентной емкости. Конденсаторы, однако, складываются таким образом, что полностью противоположны резисторам.

Конденсаторы параллельно

Когда конденсаторы размещаются параллельно друг другу, общая емкость равна сумме всех емкостей . Это аналогично тому, как резисторы добавляются последовательно.

Так, например, если у вас есть три конденсатора номиналом 10 мкФ, 1 мкФ и 0,1 мкФ, подключенные параллельно, общая емкость будет 11,1 мкФ (10 + 1 + 0,1).

Конденсаторы серии

Подобно тому, как резисторы сложно добавить параллельно, конденсаторы становятся странными при установке в серии . Общая емкость Н конденсаторов, соединенных последовательно, является обратной суммой всех

Типов конденсаторов: Рабочие и их применение

В каждой электронной или электрической цепи конденсатор играет ключевую роль.Таким образом, каждый день может производиться от тысяч до миллионов конденсаторов различных типов. У каждого типа конденсатора есть свои преимущества, недостатки, функции и области применения. Таким образом, очень важно знать о каждом типе конденсатора при выборе для любого приложения. Эти конденсаторы варьируются от малых до больших, включая различные характеристики в зависимости от типа, что делает их уникальными. Маленькие и слабые конденсаторы можно найти в радиосхемах, тогда как большие конденсаторы используются в сглаживающих цепях.Конструирование небольших конденсаторов может быть выполнено с использованием керамических материалов, запечатанных эпоксидной смолой, тогда как конденсаторы промышленного назначения спроектированы с металлической фольгой с использованием тонких листов майлара, иначе пропитанных парафином бумаги.

Типы конденсаторов и их применение

Конденсатор является одним из наиболее часто используемых компонентов в разработке электронных схем. Он играет важную роль во многих встроенных приложениях. Доступен с разными рейтингами. Он состоит из двух металлических пластин , разделенных непроводящим веществом, или диэлектрика .Часто это хранилища аналоговых сигналов и цифровых данных.

Сравнение конденсаторов различных типов обычно проводится в отношении диэлектрика, используемого между пластинами. Некоторые конденсаторы выглядят как трубки, небольшие конденсаторы часто изготавливаются из керамических материалов, а затем погружаются в эпоксидную смолу для их герметизации. Итак, вот несколько наиболее распространенных типов доступных конденсаторов. Посмотрим на них.

Диэлектрический конденсатор

Как правило, эти типы конденсаторов относятся к переменному типу, для настройки которого требуется постоянное изменение емкости передатчиков, приемников и транзисторных радиоприемников.Различные типы диэлектриков доступны в многопластинчатом исполнении и с воздушным зазором. Эти конденсаторы имеют набор фиксированных и подвижных пластин, которые перемещаются между фиксированными пластинами.

Положение подвижной пластины по сравнению с неподвижными пластинами определяет приблизительное значение емкости. В общем, емкость максимальна, когда два набора пластин полностью соединены. Настроечный конденсатор с высокой емкостью включает в себя довольно большие промежутки, в противном случае воздушные зазоры между двумя пластинами с напряжением пробоя, достигающим тысячи вольт.

Слюдяной конденсатор

Конденсатор, в котором в качестве диэлектрического материала используется слюда, известен как слюдяной конденсатор. Эти конденсаторы доступны в двух типах: зажимные и серебряные. Зажимной тип сейчас считается устаревшим из-за его более низких характеристик, но вместо него используется серебряный тип.

Эти конденсаторы изготавливаются путем размещения листов слюды с металлическим покрытием на обеих сторонах. После этого эта конструкция покрывается эпоксидной смолой для защиты от окружающей среды.Как правило, эти конденсаторы используются, когда требуются стабильные конденсаторы с относительно небольшими номиналами.

Минералы слюды чрезвычайно постоянны химически, механически и электрически из-за ее точной кристаллической структуры, которая включает типичные слои. Таким образом, возможно изготовление тонких листов толщиной от 0,025 до 0,125 мм.

Наиболее часто используемые слюда - флогопит и мусковит. В этом мусковит обладает хорошими электрическими свойствами, а второй - стойкостью к высоким температурам.Слюда исследуется в Индии, Южной Америке и Центральной Африке. Большая разница в составе сырья приводит к высокой стоимости, необходимой для экспертизы и категоризации. Слюда не реагирует на кислоты, воду и масляные растворители.
Перейдите по этой ссылке, чтобы узнать больше о слюдяном конденсаторе

Поляризованный конденсатор

Конденсатор с определенной полярностью, такой как положительная и отрицательная, называется поляризованным конденсатором. Каждый раз, когда эти конденсаторы используются в цепях, мы должны проверять, что они соединены с идеальной полярностью.Эти конденсаторы делятся на два типа: электролитические и суперконденсаторы.

Пленочные конденсаторы
Пленочные конденсаторы

являются наиболее часто готовыми из множества типов конденсаторов, состоящих из, как правило, обширной группы конденсаторов, отличающихся своими диэлектрическими свойствами. Они доступны практически любого номинала и напряжения до 1500 вольт. Они бывают с любым допуском от 10% до 0,01%. Пленочные конденсаторы также бывают разных форм и стилей корпуса.

Существует два типа пленочных конденсаторов: с радиальными выводами и с осевыми выводами. Электроды пленочных конденсаторов могут быть из металлизированного алюминия или цинка, нанесенного на одну или обе стороны пластиковой пленки, в результате чего получаются металлизированные пленочные конденсаторы, называемые пленочными конденсаторами. Пленочный конденсатор показан на рисунке ниже: Пленочные конденсаторы

Пленочные конденсаторы

иногда называют пластиковыми конденсаторами, поскольку в качестве диэлектриков они используют полистирол, поликарбонат или тефлон. Этим типам пленок требуется намного более толстая диэлектрическая пленка, чтобы уменьшить опасность разрывов или проколов пленки, и поэтому они больше подходят для более низких значений емкости и больших размеров корпуса.

Пленочные конденсаторы физически больше и дороже, они не поляризованы, поэтому их можно использовать в приложениях с переменным напряжением, и они имеют гораздо более стабильные электрические параметры. В зависимости от емкости и коэффициента рассеяния, они могут применяться в приложениях класса 1 со стабильной частотой, заменяя керамические конденсаторы класса 1.

Керамические конденсаторы

Керамические конденсаторы используются в высокочастотных цепях, таких как аудио для RF. Они также являются лучшим выбором для компенсации высоких частот в аудиосхемах.Эти конденсаторы также называют дисковыми конденсаторами. Керамические конденсаторы изготавливаются путем покрытия двух сторон небольшого фарфорового или керамического диска серебром, а затем складываются вместе, образуя конденсатор. В керамических конденсаторах можно добиться как низкой, так и высокой емкости, изменяя толщину используемого керамического диска. Керамический конденсатор показан на рисунке ниже:

Керамические конденсаторы

Имеются значения от нескольких пикофарад до 1 микрофарада. Диапазон напряжения составляет от нескольких вольт до многих тысяч вольт.Керамика недорогая в производстве и бывает нескольких типов диэлектрика. Переносимость керамики невысока, но для той роли, которую она играет в жизни, они прекрасно работают.

Электролитические конденсаторы

Это наиболее часто используемые конденсаторы с большой допустимой емкостью. Электролитические конденсаторы доступны с рабочим напряжением примерно до 500 В, хотя самые высокие значения емкости недоступны при высоком напряжении, а устройства с более высокой температурой доступны, но редко.Обычно существует два типа электролитических конденсаторов: танталовые и алюминиевые.

Танталовые конденсаторы обычно лучше выставляются, имеют более высокую стоимость и готовы только к более ограниченным параметрам. Диэлектрические свойства оксида тантала намного превосходят свойства оксида алюминия, что обеспечивает более легкий ток утечки и лучшую емкость емкости, что делает их пригодными для создания препятствий, развязки и фильтрации.

Толщина пленки оксида алюминия и повышенное напряжение пробоя дают конденсаторам исключительно высокие значения емкости для их размера.В конденсаторе фольговые пластины анодированы постоянным током, таким образом устанавливая край материала пластины и подтверждая полярность его стороны.

Танталовые и алюминиевые конденсаторы показаны на рисунке ниже:

Электролитические конденсаторы

Электролитические конденсаторы делятся на два типа

  • Алюминиевые электролитические конденсаторы
  • Танталовые электролитические конденсаторы
  • Ниобиевые электролитические конденсаторы по ссылке

. узнать больше об электролитических конденсаторах

Суперконденсаторы

Конденсаторы, которые обладают электрохимической емкостью с высокими значениями емкости по сравнению с другими конденсаторами, известны как суперконденсаторы.Их можно разделить на группы, состоящие из электролитических конденсаторов, а также аккумуляторных батарей, известных как ультраконденсаторы.

Использование этих конденсаторов дает несколько преимуществ, например, следующие:

  • Значение емкости этого конденсатора высокое
  • Заряд может сохраняться, а также доставляться очень быстро
  • Эти конденсаторы могут выдерживать дополнительный заряд с циклами разрядки.
  • Применения суперконденсаторов включают следующее.
  • Эти конденсаторы используются в автобусах, автомобилях, поездах, кранах и лифтах.
  • Они используются для рекуперативного торможения и для резервного копирования памяти.
  • Эти конденсаторы доступны в различных типах, таких как двухслойные, псевдо и гибридные.
Неполяризованный конденсатор

Конденсаторы не имеют полярности, как положительную, иначе отрицательную. Электроды неполяризованных конденсаторов можно произвольно вставлять в цепь для обратной связи, связи, развязки, колебаний и компенсации.Эти конденсаторы имеют небольшую емкость, поэтому используются в чистых цепях переменного тока, а также используются для фильтрации высоких частот. Выбор этих конденсаторов может быть сделан очень удобно с аналогичными моделями и спецификациями. Типы неполяризованных конденсаторов:

Керамические конденсаторы

Пожалуйста, обратитесь по этой ссылке, чтобы узнать больше о керамических конденсаторах

Серебряные слюдяные конденсаторы

Пожалуйста, обратитесь по этой ссылке, чтобы узнать больше о слюдяных конденсаторах

Полиэфирные конденсаторы

Полиэфирные или майларовые конденсаторы дешев, точен и имеет небольшую утечку.Эти конденсаторы работают в диапазоне от 0,001 до 50 мкФ. Эти конденсаторы применимы там, где стабильность и точность не так важны.

Конденсаторы из полистирола

Эти конденсаторы чрезвычайно точны, имеют меньшую утечку. Они используются в фильтрах, а также там, где важны точность и стабильность. Они довольно дороги и работают в диапазоне от 10 пФ до 1 мФ.

Конденсаторы из поликарбоната

Эти конденсаторы дорогие и доступны в очень хорошем качестве, с высокой точностью и очень низкой утечкой.К сожалению, они были сняты с производства, и сейчас их трудно найти. Они хорошо работают в суровых и высокотемпературных условиях в диапазоне от 100 пФ до 20 мФ.

Полипропиленовые конденсаторы

Эти конденсаторы дороги, и диапазон их рабочих характеристик может находиться в диапазоне от 100 пФ до 50 мФ. Они очень постоянны, точны во времени и имеют очень небольшую утечку.

Тефлоновые конденсаторы

Эти конденсаторы являются наиболее стабильными, точными и почти не имеют утечки.Они считаются лучшими конденсаторами. В широком диапазоне частотных вариаций образ поведения совершенно одинаков. Они работают в диапазоне от 100 пФ до 1 мФ.

Стеклянные конденсаторы

Эти конденсаторы очень прочные, стабильные и работают в диапазоне от 10 пФ до 1000 пФ. Но это тоже очень дорогие компоненты.

Полимерный конденсатор

Полимерный конденсатор - это электролитический конденсатор (e-cap), в котором вместо геля или жидких электролитов используется твердый электролит из проводящего полимера, такого как электролит.

Высыхания электролита легко избежать с помощью твердого электролита. Такая сушка является одним из факторов, ограничивающих срок службы обычных электролитических конденсаторов. Эти конденсаторы подразделяются на различные типы, такие как полимерный танталовый e-cap, полимерный алюминиевый e-cap, гибридный полимерный Al-e-cap и полимерный ниобий.

В большинстве случаев в этих конденсаторах используется альтернатива электролитическим конденсаторам, только если не повышается максимальное номинальное напряжение.Максимальное номинальное напряжение твердотельных полимерных конденсаторов ниже по сравнению с самым высоким напряжением конденсаторов классического электролитического типа, например, до 35 вольт, хотя некоторые конденсаторы полимерного типа рассчитаны на максимальное рабочее напряжение, например 100 вольт постоянного тока.

Эти конденсаторы имеют другие и лучшие качества по сравнению с более длительным сроком службы, высокой рабочей температурой, хорошей стабильностью, более низким ESR (эквивалентным последовательным сопротивлением) и гораздо более безопасным режимом отказа.

Конденсаторы с выводами и для поверхностного монтажа
Конденсаторы

доступны, как и конденсаторы с выводами и конденсаторы для поверхностного монтажа.Доступны почти все типы конденсаторов, такие как свинцовые версии, такие как керамические, электролитические, суперконденсаторы, серебряная слюда, пластиковая пленка, стекло и т. Д. Возможности поверхностного монтажа или SMD ограничены, но они должны выдерживать температуры, которые используются в процессе пайки. .

Когда у конденсатора нет выводов, а также в результате использования метода пайки, то конденсаторы SMD подвергаются полному повышению температуры самого припоя. В результате не все варианты доступны в качестве конденсаторов SMD.

К основным типам конденсаторов для поверхностного монтажа относятся керамические, танталовые и электролитические. Все они были разработаны, чтобы выдерживать очень высокие температуры пайки.

Конденсаторы специального назначения

Конденсаторы специального назначения используются в системах переменного тока, таких как ИБП и CVT до 660 В переменного тока. Выбор подходящих конденсаторов в основном играет важную роль в ожидаемом сроке службы конденсаторов. Следовательно, совершенно необходимо использовать конденсатор надлежащей емкости через номинальное напряжение-ток, чтобы соответствовать точному применению.Эти конденсаторы отличаются прочностью, долговечностью, ударопрочностью, точностью размеров и чрезвычайно прочностью.

Типы конденсаторов в цепях переменного тока

Когда конденсаторы используются в цепях переменного тока, тогда конденсаторы действуют иначе, чем резисторы, поскольку резисторы позволяют электронам течь через них, что прямо пропорционально падению напряжения, тогда как сопротивление конденсаторов изменяется в пределах напряжение через подачу или потребление тока, потому что они заряжаются, иначе разрядятся до нового уровня напряжения.

Конденсаторы превращаются в заряженные по направлению к значению приложенного напряжения, которое действует как запоминающее устройство для поддержания заряда до тех пор, пока напряжение питания не будет присутствовать во всем соединении постоянного тока. В конденсатор будет подаваться зарядный ток, препятствующий любым изменениям напряжения.

Например, рассмотрим схему, в которой используется конденсатор, а также источник переменного тока. Таким образом, между напряжением и током существует разность фаз в 90 градусов, при этом ток достигает своего пика в 90 градусов до того, как напряжение достигает своего пика.

Источник питания переменного тока генерирует колебательное напряжение. Когда емкость высока, тогда должен течь огромный источник питания, чтобы создать определенное напряжение на пластинах, и ток будет выше.
Частота напряжения выше, и тогда время, доступное для регулировки напряжения, короче, поэтому ток будет большим при увеличении частоты и емкости.

Переменные конденсаторы

Переменные конденсаторы - это конденсаторы, емкость которых может намеренно и многократно изменяться механически.Этот тип конденсатора используется для установки частоты резонанса в LC-цепях, например, для настройки радио для согласования импеданса в устройствах антенного тюнера.

Конденсаторы переменной емкости

Применения конденсаторов

Конденсаторы

находят применение как в электротехнике, так и в электронике. Они используются в фильтрах, системах накопления энергии, пускателях двигателей и устройствах обработки сигналов.

Как узнать стоимость конденсаторов?

Конденсаторы - это важные компоненты электронной схемы, без которых схема не может быть завершена.Использование конденсаторов включает в себя сглаживание пульсаций переменного тока в источнике питания, соединение и развязку сигналов в качестве буферов и т. Д. В схемах используются различные типы конденсаторов, такие как электролитический конденсатор, дисковый конденсатор, танталовый конденсатор и т. Д. Электролитические конденсаторы имеют номинал, напечатанный на корпусе, так что его контакты можно легко идентифицировать.

Обычно большой штифт положительный. Черная полоса возле отрицательного вывода указывает на полярность. Но в дисковых конденсаторах на корпусе напечатан только номер, поэтому очень сложно определить его значение в PF, KPF, uF, n и т. Д.Для некоторых конденсаторов значение печатается в мкФ, а для других используется код EIA. 104. Давайте посмотрим, как идентифицировать конденсатор и рассчитать его значение.

Число на конденсаторе представляет значение емкости в пикофарадах. Например, 8 = 8PF

Если третье число равно нулю, то значение находится в P, например. 100 = 100PF

Для трехзначного числа третье число представляет количество нулей после второй цифры, например, 104 = 10 - 0000 PF

Если значение получено в PF, его легко преобразовать в KPF или мкФ

PF / 1000 = KPF или n, PF / 10, 00000 = мкФ.Для значения емкости 104 или 100000 в пФ это будет 100 кпФ или н или 0,1 мкФ.

Формула преобразования

nx 1000 = PF PF / 1000 = n PF / 1000000 = мкФ мкФ x 1000000 = PF мкФ x 1000000/1000 = nn = 1 / 1000000000F мкФ = 1/1000000 F

Буква ниже значение емкости определяет значение допуска.

473 = 473 К

Для четырехзначного числа, если цифра 4 равна нулю, то значение емкости выражается в пФ.

Например, 1500 = 1500PF

Если число представляет собой десятичное число с плавающей запятой, значение емкости выражается в мкФ.

Например, 0,1 = 0,1 мкФ

Если под цифрами указан алфавит, он представляет собой десятичную дробь, а значение указывается в KPF или n

Например. 2K2 = 2,2 KPF

Если значения указаны с косой чертой, первая цифра представляет значение в UF, вторая - допуск, а третья - максимальное номинальное напряжение

Например. 0,1 / 5/800 = 0,01 мкФ / 5% / 800 Вольт.

Некоторые общие дисковые конденсаторы

Без конденсатора проектирование схемы будет неполным, поскольку он играет активную роль в функционировании схемы.Конденсатор имеет две электродные пластины внутри, разделенные диэлектриком

Конденсаторы

НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ ДЛЯ УКАЗАТЕЛЬНОЙ СТРАНИЦЫ

КОНДЕНСАТОРЫ

Райан В. 2002-2019

ФАЙЛ PDF - НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ ДЛЯ ПЕЧАТИ НА ОСНОВЕ РАБОТА НИЖЕ

Конденсаторы - это компоненты, которые используются для хранения электрического заряда и используются в схемах таймера.Можно использовать конденсатор с резистором, чтобы произвести таймер. Иногда конденсаторы используются для сглаживания ток в цепи, поскольку они могут предотвратить ложное срабатывание других компоненты, такие как реле. Когда питание подается в цепь, которая включает конденсатор - конденсатор заряжается. При отключении питания конденсатор медленно разряжает свой электрический заряд.

Конденсатор состоит из двух проводников, разделенных изоляционный материал под названием DIELECTRIC.Диэлектрик может быть бумажным, полиэтиленовая пленка, керамика, воздух или вакуум. Пластины могут быть алюминиевыми дисками, алюминиевая фольга или тонкая металлическая пленка, нанесенная на противоположные стороны твердого тела диэлектрик. Сэндвич ПРОВОДНИК - ДИЭЛЕКТРИК - ПРОВОДНИК можно свернуть в цилиндр или левую квартиру

КАК РАБОТАЕТ КОНДЕНСАТОР

Когда цепь включена, светодиод излучает свет и конденсатор заряжается.Когда переключатель повернут при выключенном светодиоде светится несколько секунд, потому что электричество хранящийся в конденсаторе медленно разряжается. Когда он полностью разряжен это электричество, светодиод больше не излучает свет. Если установлен резистор в цепи конденсатор заряжается медленнее, но и разряжается больше. медленно. Что будет со светом?

Конденсаторы электролитические поляризованные это означает, что они имеют положительный и отрицательный вывод и должны быть расположены в цепь в правильном направлении (положительный провод должен идти к положительному сторона схемы).
Они также имеют гораздо более высокую емкость, чем неэлектролитические конденсаторы.

Неэлектролитические конденсаторы обычно имеют меньшую емкость.
Они не поляризованы (не имеют положительного и отрицательного вывода) и в любом случае можно разместить в цепи.
Обычно они используются для сглаживания тока в цепи.

ЕМКОСТЬ - означает номинал конденсатора.

Обратите внимание на электролитический конденсаторы выше.Все они имеют два поляризованных вывода, другими словами, они есть положительная и отрицательная нога. Этот тип конденсатора используется с ИС. такие как микросхема таймера 555, и именно конденсаторы и резисторы определить временную последовательность.

Посмотрите внимательно на фотографии двух типов конденсаторы.Вы можете определить, какой из них электролитический и неэлектролитический ?

Простая схема (см. Ссылку ниже) в основном представляет собой переключатель, который подключен к компу. При нажатии переключателя компьютер обнаруживает что реле замыкается, а затем включается двигатель.
Однако есть проблема. Когда переключатель нажат, он закрывает только реле на долю секунды а для компьютера этого времени мало программа для определения того, что она была нажата в первую очередь.Задержка по времени это очевидный ответ, и этого можно достичь, добавив конденсатор в параллельно переключателю. Если реле удерживается замкнутым в течение 3/4 секунды, компьютерная программа успеет это обнаружить - конденсатор обеспечивает время задержка.

ПОМНИТЕ - есть поляризованные и неполяризованные конденсаторы. Ищите положительное и отрицательное подписать.

НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ ДЛЯ ПРИМЕРОВ - КАК КОНДЕНСАТОРЫ МОГУТ ИСПОЛЬЗОВАТЬСЯ

Вычислительная емкость многоматериального конденсатора

  • Северная Америка: +1800 397 1557
  • Международный: +1 (514) 612 0503
Переключить навигацию
  • COVID-19
  • ТОВАРОВ
    • EMS
    • MotorWizard
    • HFWorks
    • EMWorks2D
  • ПРИЛОЖЕНИЯ
    • Трансформаторы и энергетика
      • Высокая мощность
      • Высокое напряжение

Что такое конденсаторы, подключенные последовательно и параллельно?

Введение

Конденсаторы - это компоненты, которые накапливают электричество и электрическую энергию (потенциальную энергию) и играют важную роль в таких схемах, как настройка, шунтирование, связь и фильтрация.Конденсаторы подключаются параллельно для увеличения емкости, а конденсаторы подключаются последовательно для уменьшения емкости.

Когда конденсатор включен в цепь последовательно, он может предотвратить резкое изменение напряжения и поглотить перенапряжение в пиковом состоянии. Последовательное сопротивление играет демпфирующую роль, а сопротивление потребляет энергию перенапряжения, тем самым подавляя колебания цепи. Когда конденсатор подключен параллельно, параллельный резистор может поглощать электрическую энергию конденсатора, предотвращать слишком большой разрядный ток конденсатора и избегать повреждения устройств (например, тиристоров), подключенных параллельно с ним.

Это очень обширная статья, включающая формулы расчета, схемы и связанные с ними общие проблемы последовательных и параллельных конденсаторов.

Последовательные и параллельные конденсаторы - основы электроники

Каталог

I Что такое конденсаторы C в S и P параллельно?

1,1 Параллельный C Подключение C конденсаторов

Мы можем описать конденсаторы, включенные параллельно, как «резервуар для воды», но резервуар для воды хранит воду, а конденсатор накапливает электрические заряды.Если несколько конденсаторов подключены параллельно, они, естественно, могут накапливать больше заряда.

(1) Эквивалентная емкость после параллельного соединения равна сумме емкостей каждой емкости;

(2) Напряжение на обоих концах каждого конденсатора после параллельного включения одинаковое;

  • Выдерживаемое напряжение после параллельного подключения равно наименьшему напряжению конденсатора, а эквивалентная емкость составляет C1 + C2, как показано на рисунке ниже.

Рисунок 1.Параллельное соединение конденсаторов

1.2 Серия C Подключение C конденсаторов

(1) Эквивалентная емкость емкости после последовательного соединения равна сумме обратной величины каждой емкости;

(2) Емкости каждого конденсатора после последовательного включения равны;

(3) Выдерживаемое напряжение после последовательного включения равно сумме напряжений каждого конденсатора.

Последовательное включение конденсатора эквивалентно увеличению расстояния между двумя полюсами.Чем больше число в серии, тем меньше емкость, но выше выдерживаемое напряжение. В реальных схемах мы обычно редко используем конденсаторы последовательно, но часто используются конденсаторы, подключенные параллельно. Иногда емкости одного конденсатора не хватает, и добавляется еще один.

Рисунок 2. Последовательное соединение конденсаторов

II Методы расчета емкости последовательной / параллельной сети

2.1 Последовательная и параллельная комбинация

(1) Как рассчитать последовательную емкость конденсатора?

Предположим, что имеется n конденсаторов, соединенных последовательно.Последовательная комбинация этих n конденсаторов подключена к источнику напряжения V вольт. Предположим, что напряжения на конденсаторах 1, 2, 3 ... n равны V 1, V 2, V 3 ... Vn соответственно. Емкости конденсаторов 1, 2, 3 ... n равны C 1, V 2, V 3 ... C n фарад. Поскольку все конденсаторы соединены последовательно, каждый из них получит одинаковый заряд, то есть Q кулоновский. Теперь мы знаем, что заряд на обоих концах конденсатора - это всего лишь произведение разности потенциалов между двумя концами конденсатора и его значения емкости.

Так как последовательная комбинация этих конденсаторов подключена к источнику напряжения V вольт, заменяя последовательную комбинацию n нескольких конденсаторов.

Если рассматривать один эквивалентный конденсатор С,

Теперь из уравнений 1 и 2 получаем

Следовательно, когда несколько конденсаторов соединены последовательно, величина, обратная эквивалентной емкости системы, определяется как арифметическая сумма обратной величины их соответствующих емкостей.

(2) Как рассчитать емкость в параллельных цепях?

Предположим, имеется n конденсаторов, подключенных параллельно. Параллельная комбинация этих n конденсаторов подключается к источнику напряжения V вольт. Поскольку конденсаторы подключены параллельно к одному источнику напряжения, заряд каждого конденсатора разный и зависит от их соответствующих значений емкости. Будем считать, что заряды конденсаторов 1, 2, 3 ... n равны Q 1, Q 2, Q 3, ..., Q n кулонов соответственно.Емкости конденсаторов 1, 2, 3, ..., n равны C_1, C_2, C_3, ... C_n кулонам соответственно. Теперь известно, что зарядный конденсатор - это просто произведение напряжения на конденсаторе и его емкости. следовательно,

Теперь вместо параллельного подключения нескольких конденсаторов, если мы подключим один эквивалентный конденсатор с емкостью C к источнику напряжения, тогда общий заряд на обоих концах эквивалентного конденсатора составит

Поскольку все конденсаторы подключены параллельно

Motor Capacitor FAQ по пусковым конденсаторам.

Основная информация


Замена конденсатора


Технические характеристики


Устранение неисправностей


Основная информация

Сколько времени занимает доставка моего конденсатора?

Все заказы менее 50 штук отправляются почтой первого класса или приоритетной почтой USPS и доставляются через 1-3 дня со дня отправки. Доставка большинства товаров на складе осуществляется в тот же день. Все остальные заказы отправляются UPS или FedEx.


Для чего используется пусковой конденсатор?

Пусковой конденсатор используется для кратковременного сдвига фазы в пусковой обмотке однофазного электродвигателя с целью увеличения крутящего момента. Пусковые конденсаторы обладают очень большим значением емкости для своего размера и номинального напряжения и, как следствие, предназначены только для кратковременного режима работы. Именно из-за этого пусковые конденсаторы выходят из строя после слишком долгого нахождения под напряжением из-за неисправной пусковой цепи двигателя.

Посмотрите видео ниже, чтобы узнать, как заменить пусковой конденсатор в однофазном двигателе.




Каковы типичные номиналы пускового конденсатора?

Большинство пусковых конденсаторов имеют номинальную емкость 50–1200 мкФ и напряжение 110/125, 165, 220/250 или 330 В переменного тока. Они также обычно всегда рассчитаны на 50 и 60 Гц. Корпуса обычно имеют круглую форму и отлиты из фенольных или бакелитовых материалов черного цвета.Концевые заделки обычно представляют собой нажимные клеммы ¼ "с 2 клеммами на каждый соединительный столб.


Для чего используется рабочий конденсатор?

Рабочий конденсатор двигателя используется для непрерывной регулировки тока или фазового сдвига обмоток двигателя с целью оптимизации крутящего момента двигателя и эффективности. Все рабочие конденсаторы предназначены для непрерывного режима работы и, как следствие, имеют гораздо меньшую частоту отказов, чем пусковые конденсаторы.


Каковы типичные характеристики рабочего конденсатора?

В большинстве применений с конденсаторами для работы электродвигателей используется рейтинг 2.Емкость 5-100 мкФ (микрофаррад) и напряжение 370 или 440 В переменного тока. Они также обычно всегда рассчитаны на 50 и 60 Гц. Корпуса имеют круглую или овальную форму, чаще всего используются стальной или алюминиевый корпус и крышка. Концевые заделки обычно представляют собой нажимные клеммы ¼ "с 2-4 клеммами на каждую клемму.


Чем рабочий конденсатор отличается от пускового конденсатора?

Пусковые конденсаторы дают большое значение емкости, необходимое для запуска двигателя в течение очень короткого (секунд) периода времени.Они работают только в прерывистом режиме и выйдут из строя, если подавать питание слишком долго. Рабочие конденсаторы используются для непрерывного управления напряжением и током обмоток двигателя и поэтому работают в непрерывном режиме. Как правило, они имеют гораздо меньшее значение емкости.



Что такое двойной рабочий конденсатор?

Двойные рабочие конденсаторы - это 2 рабочих конденсатора в одном корпусе. У них нет ничего, что делало бы их электрически особенными. Обычно они имеют соединения, отмеченные буквой «C» для «общего», «H» или «Herm» для «герметичного компрессора» и «F» для «вентилятора».«У них также будет 2 разных номинала конденсатора для 2 разных частей. Вы можете увидеть 40/5 MFD, что означает, что одна сторона составляет 40 микрофарад (измерение емкости), а другая сторона - 5 микрофарад. Меньшее значение всегда будет подключено к вентилятору. Более крупное соединение всегда будет подключено к компрессору.


Вернуться к началу

Замена конденсатора

Круглая по сравнению с овальной

Единственное отличие круглых конденсаторов от овальных - это корпус.Электрической разницы нет. Пока замена умещается в отведенном месте, форма корпуса не имеет значения.


"Если я не могу найти замену своему двойному рабочему конденсатору, могу ли я использовать два отдельных рабочих конденсатора?"

Единственное преимущество конструкции двойного рабочего конденсатора заключается в том, что он поставляется в небольшом корпусе всего с 3 подключениями. Другой разницы нет. Если места для монтажа достаточно, использование двух отдельных рабочих конденсаторов вместо исходного двойного рабочего конденсатора является приемлемой практикой.


"Можно ли заменить пусковой конденсатор на рабочий конденсатор?"

Да и нет. В необычных обстоятельствах рабочий конденсатор может использоваться в качестве пускового конденсатора, но доступные значения намного ниже, чем значения, обычно доступные для специальных пусковых конденсаторов. Номинальные значения емкости и напряжения должны соответствовать оригинальной спецификации пускового конденсатора. Пусковой конденсатор нельзя использовать в качестве рабочего конденсатора, потому что он не может выдерживать ток непрерывно (всего пару секунд).


«На моем пусковом конденсаторе установлен резистор. Нужно ли мне заменить конденсатор на один?»


Большинство заменяемых пусковых конденсаторов не имеют резистора. Вы можете проверить состояние старого, проверив значение сопротивления, или просто заменить его новым. Это должно быть где-то около 10-20 кОм и около 2 Вт. Резисторы обычно либо припаяны, либо обжаты на выводах. Назначение резистора - сбросить остаточное напряжение в конденсаторе после того, как он был отключен от цепи после запуска двигателя.Не все пусковые конденсаторы будут использовать один, поскольку есть другие способы добиться этого. Важно отметить, что если в вашем оригинальном конденсаторе он был, вам необходимо заменить его на новый.

Вернуться к началу


Технические характеристики

Напряжение

Выберите конденсатор с номинальным напряжением, равным или превышающим исходный конденсатор. Если вы используете конденсатор на 370 вольт, конденсатор на 370 или 440 вольт подойдет.Блок на 440 вольт действительно прослужит дольше. Конденсатор будет иметь маркированное напряжение, указывающее допустимое пиковое напряжение, а не рабочее напряжение.


Могу ли я использовать конденсатор с более высоким номинальным напряжением, чем оригинальный?

Да. Вы можете использовать конденсатор с равным или более высоким номинальным напряжением, чем исходный, но вы не можете использовать конденсатор с номинальным напряжением ниже, чем тот, который вы заменяете.


Значение емкости (мкФ, МФД или микрофарад)

Выберите конденсатор со значением емкости (указанным в MFD, мкФ или микрофарадах), равным исходному конденсатору.Не отклоняйтесь от исходного значения, так как оно задает рабочие характеристики двигателя.


Частота (Гц)

Выберите конденсатор с номинальной частотой Гц оригинала. Почти все заменяемые конденсаторы будут иметь маркировку 50/60.


Тип клеммы

Практически каждый конденсатор будет использовать соединитель типа «флажок». Следующий вопрос: «Сколько клемм на клеммную колодку необходимо для двигателя приложения?» Большинство пусковых конденсаторов имеют 2 клеммы на клемму, а большинство рабочих конденсаторов будут иметь 3 или 4 терминала на почту.Убедитесь, что выбранный вами конденсатор имеет как минимум такое же количество клемм на клемму подключения, что и исходный.


Форма корпуса

Практически все пусковые конденсаторы имеют круглый корпус. Конденсаторы круглого сечения являются наиболее распространенными, но многие двигатели по-прежнему имеют овальную конструкцию. С точки зрения электричества разницы нет; пригодность - единственный вопрос здесь. Если пространство в монтажной коробке не ограничено, стиль корпуса значения не имеет.


Общий размер

Как и форма корпуса, электрические габариты не имеют значения.Выберите конденсатор, который поместится в отведенном для этого месте.


Вернуться к началу

Поиск и устранение неисправностей

Как узнать, неисправен ли мой пусковой конденсатор?

Большинство отказов бывает одного из двух типов.

«Стартовая крышка вырвалась наружу!» Это то, что мы называем катастрофическим отказом. Обычно это происходит из-за того, что пусковая цепь электродвигателя задействована слишком долго для номинальной кратковременной нагрузки пускового ограничения.Его верх буквально оторван, а внутренности частично или полностью выброшены.

Точно так же, но не столь драматично, на стартовой крышке может просто образоваться разрыв пузыря сброса давления. В любом случае легко сказать, что конденсатор нуждается в замене.



Мой мотор медленно заводится. Мой пусковой конденсатор плохой?

Ответ на этот вопрос: возможно. Возможно, ваш пусковой конденсатор потерял свою номинальную емкость из-за износа и старения, или у вас могут быть другие не связанные с конденсатором проблемы, связанные с другими компонентами двигателя.


Не пора ли заменить рабочий конденсатор?

Как правило, рабочий конденсатор намного превосходит пусковой конденсатор двигателя. Рабочий конденсатор также выйдет из строя или изнашивается по-разному, что делает их немного более сложными при попытке определить, пришло ли время для замены. Пусковые конденсаторы обычно катастрофически выходят из строя, поэтому решение о том, когда заменить очевидное, ограничивает время, затрачиваемое на поиск и устранение неисправностей.

Когда рабочий конденсатор начинает работать за пределами допустимого диапазона, это чаще всего обозначается падением номинального значения емкости (значение микрофарад уменьшилось).Для большинства стандартных двигателей рабочий конденсатор будет иметь «допуск», описывающий, насколько близко к номинальному значению емкости может быть фактическое значение. Обычно это от +/- 5% до 10%. Для большинства двигателей, пока фактическое значение находится в пределах 10% от номинального значения, вы в хорошей форме. Поскольку используется рабочий конденсатор, а его емкость выходит за пределы этого диапазона, вам потребуется заменить его.

В некоторых случаях из-за дефекта в конструкции конденсатора или иногда из-за неисправности двигателя, не связанной с конденсатором, рабочий конденсатор вздувается из-за внутреннего давления.Для большинства современных конструкций рабочих конденсаторов это размыкает цепь, отсоединяя внутреннюю спиральную мембрану, в качестве защитной меры для предотвращения взрыва.

Тест в этом случае простой; если она вздулась, пора заменить. Если вы не измерили целостность клемм, пора также заменить.

Как проверить состояние конденсатора ».


Вернуться к началу

"Почему вышел из строя рабочий конденсатор?"

Ответ может быть простым, но в зависимости от того, насколько близок расчетный срок службы рабочего конденсатора, также может быть трудно привязать его к одному фактору.


Время - Все конденсаторы имеют расчетный срок службы. Несколько факторов можно поменять местами или объединить, чтобы увеличить или уменьшить срок службы рабочего конденсатора, но после того, как расчетный срок службы превышен, внутренние компоненты могут начать более быстро разрушаться и снижаться производительность. Проще говоря, неудачу можно отнести к «просто старости».

Нагрев - Превышение проектного предела рабочей температуры может иметь большое влияние на ожидаемый срок службы рабочего конденсатора. Как правило, у двигателей, которые работают в жарких условиях или с недостаточной вентиляцией, срок службы рабочего конденсатора значительно сокращается.То же самое может быть вызвано излучением тепла от обычно горячего двигателя, которое приводит к перегреву конденсатора. В общем, если вы можете поддерживать рабочий конденсатор в холодном состоянии, он прослужит намного дольше.

Ток - отказ двигателя вызывает перегрузку конденсатора. Этот сценарий встречается реже, поскольку обычно сопровождается частичным или полным отказом двигателя. Двигатель перегружен или имеет сбой в обмотках, что приводит к нарастанию тока.Это может повлиять на конденсатор.

Напряжение - Этот единственный фактор может иметь экспоненциальный эффект, сокращая расчетный срок службы. Рабочий конденсатор должен иметь указанное номинальное напряжение, которое нельзя превышать. В качестве примера возьмем 440 В. При 450 вольт срок службы может сократиться на 20%. При 460 вольт срок службы может сократиться на 50%. При 470 вольт срок службы сокращается на 75% и так далее. То же самое можно применить и в обратном порядке, чтобы увеличить срок службы за счет использования конденсатора с номинальным напряжением, значительно превышающим необходимое, хотя и в меньшей степени.


Как долго должен работать рабочий конденсатор?

Средняя точка для качественного вторичного рынка (конденсатор, который не поставляется с вашим двигателем) рабочий конденсатор будет 30 000-60 000 часов работы. Установленные на заводе рабочие конденсаторы иногда имеют расчетный срок службы намного меньше указанного.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *