Последовательное подключение конденсаторов — советы электрика — Electro Genius

Содержание
  1. Параллельное и последовательное соединение конденсаторов: способы, правила, формулы
  2. Соединение конденсаторов в батарею: способы выполнения
  3. Параллельное соединение: схемы, правила
  4. Последовательное соединение: способ, используемый реже
  5. Смешанное соединение конденсаторов: схема, причины необходимости применения
  6. Преимущество смешанного включения конденсаторов в цепь по сравнению с последовательным или параллельным
  7. Смешанное, параллельное и последовательное соединение конденсаторов: на что обратить внимание при его выполнении
  8. Калькулятор расчёта ёмкости при последовательном соединении конденсаторов
  9. Как рассчитать энергию заряженного конденсатора: выводим окончательную формулу
  10. Для чего нужно знать показатель энергии конденсатора
  11. Подводя итог
  12. Формулы измерения напряжения конденсаторов
  13. Почему электролитические конденсаторы выходят из строя и что делать
  14. Как подобрать замену
  15. Что будет, если поставить конденсатор большей ёмкости?
  16. Как подключать конденсаторы
  17. Параллельное подключение конденсаторов
  18. Расчёт суммарной ёмкости
  19. Пример расчёта
  20. Последовательное соединение
  21. Последовательное и параллельное соединение конденсаторов
  22. Последовательное соединение конденсаторов
  23. Параллельное соединение конденсаторов
  24. Последовательное соединение конденсаторов: формула :
  25. Что необходимо знать для правильного соединения?
  26. Зачем так делают?
  27. Что ещё необходимо знать, чтобы правильно соединить конденсаторы?
  28. Ток при последовательном соединении
  29. Падение напряженности и общая емкость
  30. Пример № 1
  31. Что он из себя представляет и как работает
  32. Общая емкость смешанного соединения конденсаторов
  33. Калькулятор расчёта ёмкости при последовательном соединении конденсаторов
  34. Как проверить качество соединения конденсаторов в цепи
  35. Определение ёмкости последовательно или параллельно соединённых конденсаторов — формула
  36. Последовательное соединение

Параллельное и последовательное соединение конденсаторов: способы, правила, формулы


Подобрать конденсатор необходимой мощности не всегда удается

Чаще всего начинающие домашние мастера, обнаружив поломку устройства, пытаются найти для себя причину. Увидев обгоревшую деталь, пытаются найти аналогичную, а в случае выхода из строя приносят устройство в ремонт.

На самом деле, метрики не обязательно должны совпадать. Вы можете использовать конденсаторы меньшего размера, подключив их в цепь. Главное — сделать это правильно. При этом достигается сразу 3 цели: устранена поломка, накоплен опыт, сэкономлены средства из семейного бюджета.

Попробуем разобраться, какие существуют способы подключения и для каких задач рассчитано последовательное и параллельное соединение конденсаторов.

Часто бывает необходимо подключить конденсаторы к батарее. Важно сделать это правильно

Соединение конденсаторов в батарею: способы выполнения

Есть 3 способа подключения, каждый из которых имеет свое предназначение:

  1. Параллельно — выполняется при необходимости увеличения емкости, оставляя напряжение на прежнем уровне.
  2. Последовательный — противоположный эффект. Напряжение увеличивается, емкость уменьшается.
  3. Смешанный: повышенная емкость и напряжение.

Теперь давайте рассмотрим каждый из методов более подробно.

Параллельное соединение: схемы, правила

На самом деле это довольно просто. При параллельном подключении расчет общей емкости может быть рассчитан путем простейшего добавления всех конденсаторов. Итоговая формула будет выглядеть так: Common = С₁ + С₂ + С₃ +… + Сn. В этом случае напряжение на каждом из их элементов останется неизменным: Vtotal = V₁ = V₂ = V₃ =… = Vn.

Связь с таким подключением будет выглядеть так:

Оказывается, такая установка предполагает подключение всех пластин конденсатора к точкам питания. Это самый распространенный метод. Но может возникнуть ситуация, когда важно увеличить напряжение. Давайте узнаем, как это сделать.

Последовательное соединение: способ, используемый реже

При использовании метода последовательного соединения конденсаторов напряжение в цепи увеличивается.

Он состоит из напряжений всех элементов и выглядит так: Vtotal = V₁ + V₂ + V₃ +… + Vn.

Примечание

В этом случае емкость изменяется обратно пропорционально: 1 / Собщ = 1 / С₁ + 1 / С₂ + 1 / С₃ +… + 1 / Сn. Рассмотрим изменение емкости и напряжения при последовательном включении на примере.

Дано: 3 конденсатора напряжением 150 В емкостью 300 мкФ. Соединяя их последовательно, получаем:

  • напряжение: 150 + 150 + 150 = 450В;
  • емкость: 1/300 + 1/300 + 1/300 = 1 / C = 299 мкФ.

Внешне подобное соединение пластин (тарелок) будет выглядеть так:

Такое подключение производят, если есть опасность разрыва диэлектрика конденсатора при подаче напряжения на цепь. Но есть другой способ измениться.

Хорошо знать! Также используется последовательное и параллельное соединение резисторов и конденсаторов. Это сделано для того, чтобы снизить приложенное к конденсатору напряжение и исключить его пробой. Однако следует учитывать, что напряжение должно быть достаточным для работы самого устройства.

Смешанное соединение конденсаторов: схема, причины необходимости применения

Это соединение (также называемое последовательно-параллельным) используется, когда необходимо увеличить как емкость, так и напряжение. Здесь расчет общих параметров немного сложнее, но не настолько, чтобы начинающий радиолюбитель не мог разобраться. Для начала посмотрим, как выглядит такая схема.

Составляем алгоритм расчета.

  • всю схему необходимо разбить на отдельные части, параметры которых легко рассчитать;
  • рассчитываем разрезы;
  • рассчитываем общие показатели, как при последовательном переключении.

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

Смешанное соединение конденсаторов решает проблемы, выходящие за рамки возможностей параллельных и последовательных цепей. Может использоваться при подключении электродвигателей или другого оборудования, возможна его установка отдельными участками. Его установка намного проще благодаря возможности выполнения отдельными частями.

Интересно знать! Многие радиолюбители считают этот способ более простым и приемлемым, чем два предыдущих. Действительно, если вы полностью разберетесь с алгоритмом действий и научитесь правильно им пользоваться.

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

При подключении конденсаторов, особенно электролитических, обратите внимание на строгое соблюдение полярности. Параллельное подключение подразумевает подключение «минус / минус», а последовательное подключение — «плюс / минус». Все элементы должны быть одного типа: пленка, керамика, слюдяная или металлизированная бумага.

Но что поделать знаменитые китайские «изобретатели» — долго такой конденсатор явно не прослужит. Выход из строя конденсаторов часто бывает по вине производителя, который экономит на деталях (чаще это устройства китайского производства). Таким образом, правильно рассчитанные и собранные элементы в схеме проработают намного дольше. Конечно, при условии отсутствия короткого замыкания в цепи, при которой работа конденсаторов в принципе невозможна.

Калькулятор расчёта ёмкости при последовательном соединении конденсаторов

Но что делать, если необходимая мощность неизвестна? Не всем хочется самостоятельно рассчитывать необходимую емкость конденсаторов вручную, а у кого-то просто нет на это времени. Для удобства выполнения таких действий редакция Сети.

гуру предлагает дорогому читателю воспользоваться онлайн-калькулятором для расчета конденсаторов последовательного включения или расчета емкости. В работе необычайно просто. Пользователю нужно только ввести необходимые данные в поля, а затем нажать кнопку «Рассчитать».

Программы, содержащие все алгоритмы и формулы последовательного включения конденсаторов, а также расчет необходимой емкости, сразу дадут требуемый результат.

Как рассчитать энергию заряженного конденсатора: выводим окончательную формулу

Первое, что нужно сделать для этого, — это рассчитать, насколько сильно пластины притягиваются друг к другу. Это можно сделать по формуле F = q₀ × E, где q₀ — показатель количества заряда, а E — напряжение пластин.

Далее нам понадобится показатель напряжения пластин, который можно рассчитать по формуле E = q / (2ε₀S), где q — заряд, ε₀ — постоянная величина, S — площадь пластин.

В этом случае мы получаем общую формулу для расчета силы притяжения двух пластин: F = q₂ / (2ε₀S).

Результатом наших выводов будет вывод выражения энергии заряженного конденсатора, такого как W = A = Fd. Однако это не последняя формула, которая нам нужна.

Продолжим: с учетом предыдущей информации имеем: W = dq₂ / (2ε₀S). С емкостью конденсатора, выраженной как C = d / (ε₀S), мы получаем результат W = q₂ / (2C).

Применяя формулу q = CU, получаем результат: W = CU² / 2.

Конечно, для начинающего радиолюбителя все эти расчеты могут показаться сложными и непонятными, но при желании и немного настойчивости их можно понять. Разобравшись в значении, он удивится, насколько просты все эти вычисления.

Для чего нужно знать показатель энергии конденсатора

Действительно, энергетические расчеты используются редко, но есть области, о которых необходимо знать. Например, вспышка фотоаппарата — здесь очень важен расчет энергетического индекса. Он накапливается за определенное время (несколько секунд), но выпускается мгновенно. Получается, что конденсатор сравним с батареей — разница только в емкости.

Ни одна вспышка не может работать без накопителя энергии, такого как конденсатор

Подводя итог

Иногда нельзя не подключить конденсаторы, ведь не всегда удается подобрать подходящие по номиналам.

Поэтому знание того, как это сделать, может помочь в случае поломки бытовой техники или электронных устройств, что позволит значительно сэкономить на зарплате специалиста по ремонту.

Как, наверное, уже понял уважаемый читатель, сделать это несложно, да и под силу даже начинающим домашним мастерам. Так что стоит потратить немного своего драгоценного времени и разобраться в алгоритме действий и правилах их выполнения.

Правильное подключение конденсаторов обеспечивает их длительную безотказную работу

Надеемся, что информация, представленная в сегодняшней статье, была полезна нашим читателям. У вас есть вопросы? В этом случае их можно резюмировать в следующем обсуждении. Редакция Seti.guru будет рада ответить в ближайшее время.

Если у вас есть опыт самостоятельного подключения конденсаторов (независимо от того, положительный он или отрицательный), пожалуйста, поделитесь им с другими читателями. Это поможет начинающим мастерам более полно разобраться в алгоритме действий и избежать ошибок. Пишите, делитесь, спрашивайте.

Формулы измерения напряжения конденсаторов

Числовой показатель напряжения равен электродвижущей силе. Он также определяется как емкость, деленная на сумму заряда, на основе формулы для определения ее значения. Другое практическое правило состоит в том, что напряжение равно току утечки, деленному на сопротивление изоляции.


Основные формулы для расчета

В общем, конденсатор — это устройство для хранения электрического заряда, состоящее из нескольких пластинчатых электродов, разделенных диэлектриками. В устройстве есть электрод, измеряемый в фарадах. Фарад — это кулон. На напряжение устройства влияет сила тока, показатели которой можно рассчитать по формулам, описанным выше.

Почему электролитические конденсаторы выходят из строя и что делать

Часто для ремонта неисправного электронного оборудования достаточно найти и заменить вздувшиеся конденсаторы. Дело в том, что продолжительность их небольшая: 1000–2000 тысяч часов работы. Так что обычно он выходит из строя и требует замены. И это при нормальном напряжении не выше номинального. Это связано с тем, что диэлектрик в конденсаторах часто жидкий. Жидкость постепенно испаряется, параметры меняются, и конденсатор рано или поздно разбухает.

Электролитические конденсаторы имеют специальные выемки на верхней части корпуса для предотвращения взрыва в случае выхода из строя

Электролит высыхает не только во время работы. Даже просто «время от времени». Это конструктивная особенность электролитических конденсаторов. Поэтому не стоит ставить паяные конденсаторы от старых схем или те, которые хранились в мастерской несколько лет (или десятки лет). Лучше покупать «в свежем виде», но проверять дату производства.

можно ли продлить срок службы конденсаторов? Жестяная банка. Необходимо улучшить отвод тепла. Чем меньше нагревается электролит, тем медленнее он сохнет. Поэтому не размещайте оборудование рядом с нагревательными приборами.

Для улучшения теплоотвода устанавливаются радиаторы

Во-вторых, нужно убедиться, что кулеры исправны. В-третьих, если рядом есть детали, которые при работе активно нагреваются, необходимо как-то защитить конденсаторы от температуры.

Как подобрать замену

Если вам приходится часто менять один и тот же конденсатор, лучше заменить его на более «мощный» — такой же емкости, но с более высоким напряжением. Например, вместо конденсатора на 25 вольт поставить конденсатор на 35 вольт. Имейте в виду, что более мощные конденсаторы больше. Не все карты допускают такую ​​замену.

Конденсатор такой же емкости, но рассчитанный на более высокое напряжение, имеет больший размер

Несколько конденсаторов с одинаковым напряжением можно подключить параллельно, выбирая номиналы, чтобы получить требуемую емкость. Что это даст? Лучшая устойчивость к пульсациям тока, меньшее тепловыделение и, как следствие, более длительный срок службы.

Что будет, если поставить конденсатор большей ёмкости?

Часто приходит в голову идея поставить конденсатор большего размера вместо перегоревшего или вздувшегося. Ведь он должен меньше нагреваться. Так, во всяком случае, кажется. Вместимость практически не имеет ничего общего с тем, насколько теплый корпус. И никакой выгоды от этого не будет.

Устройство электролитического конденсатора

Согласно нормативным документам допускается отклонение мощности конденсатора в пределах 20%. Вы можете смело ставить больше / меньше на это число. Но это может привести к изменениям в работе устройства. Так что лучше найти «родную» деноминацию. И учтите, что не всегда можно поставить большую емкость. Возможно, если на входе стоит конденсатор и глушит перенапряжения. Здесь уместна большая емкость, если есть достаточно места для ее установки. Это определенно невозможно сделать, если конденсатор работает как фильтр, который срезает заданные частоты.

возможно переключение на ту же мощность, но на чуть более высокое напряжение. Имеет ли это смысл. Но размер такого конденсатора будет намного больше. Не все карты смогут его установить. И имейте в виду, что его тело не должно соприкасаться с другими частями.

Как подключать конденсаторы

В электротехнике различают два основных типа соединения деталей: параллельное и последовательное. Конденсаторы также можно подключить одним из перечисленных выше способов. Есть еще особый: мостовая схема. Имеет свою область применения.

Схема может иметь последовательное и параллельное соединение конденсаторов

Параллельное подключение конденсаторов

При параллельном подключении все конденсаторы объединяются в два узла. Чтобы соединить конденсаторы параллельно, скрутите ножки попарно, затяните плоскогубцами, затем припаяйте. Некоторые конденсаторы имеют большие корпуса (батареи) и небольшие кабели. В этом случае мы используем потоки (как на изображении ниже).

Вот так физически выглядит параллельное соединение конденсаторов

Если конденсаторы электролитические, соблюдайте полярность. Они должны быть отмечены знаком «+» или «-». При параллельном подключении соединяем одноименные пины: плюс с плюсом, минус с минусом.

Расчёт суммарной ёмкости

При параллельном подключении конденсаторов к ним добавляется их номинальная емкость. Просто сложите номиналы всех связанных элементов, независимо от того, сколько их. Два, три, пять, тридцать. Просто сложите. Но убедитесь, что размер совпадает. Например, добавим микрофарады. Это значит, что мы переводим все значения в микрофарады и только потом суммируем.

Расчет емкости при параллельном включении конденсаторов

Когда на практике применяется параллельное соединение конденсаторов? Например, когда необходимо заменить «сухой» или сгоревший, но нет нужного номинала и нет времени бежать в магазин или нет возможности. В этом случае мы выбираем из имеющихся. Вместе они должны дать требуемую ценность. Проверяем их все на работоспособность и подключаем по вышеуказанному принципу.

Пример расчёта

Например, параллельно были подключены два конденсатора: 8 мкФ и 12 мкФ. Следуя формуле, мы просто складываем их номиналы. Получаем 8 мкФ + 12 мкФ = 20 мкФ. В данном случае это будет общая вместимость.

Пример расчета конденсаторов параллельно

Последовательное соединение

Последовательное соединение называется соединением, когда выход одного элемента соединяется с входом другого. Его можно сравнить с каретами или цепочкой лампочек. Конденсаторы подключаются последовательно по такому же принципу.








Последовательное и параллельное соединение конденсаторов

Конденсаторы могут быть подключены последовательно или параллельно для достижения требуемой емкости или при напряжении выше номинального. Любое сложное подключение состоит из нескольких комбинаций последовательных и параллельных подключений.

Последовательное соединение конденсаторов

Когда конденсаторы соединены последовательно, конденсаторы подключаются таким образом, что только внешние пластины первого и последнего конденсаторов подключаются к источнику тока.

Заряд на всех пластинах одинаковый, но внешние заряжаются от источника, а внутренние образуются только за счет разделения ранее нейтрализованных зарядов.

В этом случае заряд конденсаторов батареи ниже, чем если бы каждый конденсатор был подключен отдельно. В результате общая емкость конденсаторной батареи также меньше.

Параллельное соединение конденсаторов

Когда конденсаторы соединены параллельно, напряжение на пластинах одинаковое, но заряды разные.

Общий заряд, полученный конденсаторами, равен сумме зарядов всех конденсаторов, соединенных параллельно. В случае батареи из двух конденсаторов:

Поскольку заряд конденсатора

И напряжения на каждом из конденсаторов одинаковы, мы получаем следующее выражение для эквивалентной емкости двух конденсаторов, соединенных параллельно

Пример 1

Какова результирующая емкость 4 конденсаторов, соединенных последовательно и параллельно, если известно, что C1 = 10 мкФ, C2 = 2 мкФ, C3 = 5 мкФ и C4 = 1 мкФ?

При последовательном подключении общая емкость составляет:

При параллельном подключении общая мощность составляет:

Пример 2

Определите результирующую емкость группы последовательно соединенных параллельно конденсаторов, если известно, что C1 = 7 мкФ, C2 = 2 мкФ, C3 = 1 мкФ.

Сначала находим общую емкость параллельного участка цепи:

Итак, находим суммарную мощность всей цепочки:

Действительно, расчет общей емкости конденсаторов аналогичен расчету общего сопротивления цепи в случае последовательного или параллельного соединения, но в то же время верно обратное.

Последовательное соединение конденсаторов: формула :

Под последовательным соединением мы понимаем случаи, когда два или более элемента имеют форму цепочки, при этом каждый из них соединяется с другим только в одной точке. Почему конденсаторы так расположены? Как это сделать правильно? Что вы должны знать? Какие характеристики имеет на практике последовательное соединение конденсаторов? Какая формула результата?

Что необходимо знать для правильного соединения?

Увы, здесь не все так просто, как может показаться. Многие новички думают, что если на схеме написано, что нужен элемент на 49 микрофарад, достаточно его взять и установить (или заменить на аналог).

Но даже в профессиональной мастерской сложно подобрать нужные параметры. Что делать, если нет необходимых предметов? Допустим, есть такая ситуация: нужен конденсатор на 100 мкФ, а их несколько из 47. Поставить не всегда получается.

Совет

Сходить на радиорынок за конденсатором? Ненужный. Достаточно будет соединить пару элементов. Есть два основных способа: последовательное и параллельное соединение конденсаторов. Поговорим о первом.

Но если говорить о последовательном соединении катушки и конденсатора, то особых проблем нет.

Зачем так делают?

При таких манипуляциях с ними электрические заряды на пластинах отдельных элементов будут равны: KE = K1 = K2 = K3. KE — конечная емкость, K — пропущенное значение конденсатора.

Потому что? Когда заряды подаются от источника питания к внешним пластинам, можно передавать значение на внутренние пластины, которое является значением элемента с наименьшими параметрами.

То есть, если вы возьмете конденсатор на 3 мкФ, а затем подключите его к 1 мкФ, конечный результат будет 1 мкФ. Очевидно на первом можно будет наблюдать значение 3 мкФ.

Но второй элемент не сможет пройти столько и перережет все, что больше требуемого значения, оставив большую емкость на исходном конденсаторе. Давайте разберемся, на что нужно рассчитывать при последовательном соединении конденсаторов. Формула:

H = KE / OEK

  • OE — общая мощность;
  • H — напряжение;
  • KE — конечная емкость.

Что ещё необходимо знать, чтобы правильно соединить конденсаторы?

Для начала не забываем, что у них помимо емкости есть еще и номинальное напряжение. Почему? При последовательном подключении напряжение распределяется между ними обратно пропорционально их емкости.

Поэтому такой подход имеет смысл использовать только в тех случаях, когда любой конденсатор может обеспечить требуемые минимальные рабочие параметры. Если используются элементы одинаковой емкости, напряжение между ними будет делиться поровну.

Также немного осторожности в отношении электролитических конденсаторов: при обращении с ними всегда внимательно проверяйте их полярность. Фактически, если этот фактор не учитывать, последовательное соединение конденсаторов может дать ряд нежелательных эффектов. И хорошо, если все ограничится только разбивкой этих элементов.

Помните, что конденсаторы накапливают ток, и если что-то пойдет не так, в зависимости от схемы, может возникнуть прецедент, в результате которого выйдут из строя другие компоненты схемы.

Ток при последовательном соединении

Из-за того, что у него есть только один возможный путь потока, он будет иметь одинаковое значение для всех конденсаторов. При этом сумма накопленного заряда везде одинакова. Это не зависит от емкости.

Посмотрите любую схему подключения конденсаторов последовательно. Правая пластина первого соединяется с левой пластиной второго и так далее. Если используется более 1 элемента, некоторые из них будут изолированы от общей цепи.

Таким образом, эффективная площадь пластины становится меньше и равна параметрам самого маленького конденсатора. Какое физическое явление стоит за этим процессом? Дело в том, что как только конденсатор заполняется электрическим зарядом, он перестает пропускать ток.

И тогда он не может течь по всей цепочке. В этом случае остальные конденсаторы также не смогут зарядиться.

Падение напряженности и общая емкость

Каждый элемент постепенно снимает напряжение. Поскольку емкость обратно пропорциональна ей, чем она меньше, тем больше падение.

Как упоминалось выше, последовательно соединенные конденсаторы имеют одинаковый электрический заряд. Следовательно, когда вы разделите все выражения на общее значение, вы можете получить уравнение, которое покажет всю емкость.

В этом последовательное и параллельное соединение конденсаторов сильно различается.

Пример № 1

Воспользуемся формулами, представленными в статье, и рассчитаем несколько практических задач. Итак, у нас есть три конденсатора. Их емкость: C1 = 25 мкФ, C2 = 30 мкФ и C3 = 20 мкФ. Они соединены последовательно.

необходимо найти их общую вместимость. Воспользуемся соответствующим уравнением 1 / C: 1 / C1 + 1 / C2 + 1 / C3 = 1/25 + 1/30 + 1/20 = 37/300.

Переведем в микрофарады и общая емкость конденсатора при последовательном включении (а группа в данном случае рассматривается как один элемент) составляет около 8,11 мкФ.

Что он из себя представляет и как работает

В простейшем случае конденсатор состоит из двух проводящих пластин (пластин), разделенных диэлектрическим слоем.

Что такое электрический конденсатор

Между пластинами находится слой диэлектрика, материала, не проводящего электрический ток

Плиты питаются постоянным или переменным током. Вначале, когда энергия накапливается, потребляемая мощность конденсатора высока. По мере «наполнения» тары она уменьшается. При полной зарядке нет потребления тока, источник питания так сказать отключен. В этот момент сам конденсатор начинает выделять накопленный заряд. То есть временно становится неким источником энергии. Поэтому его сравнивают с аккумулятором.

Общая емкость смешанного соединения конденсаторов

Чтобы вычислить общую емкость смешанного перехода конденсаторов, следуйте тому же алгоритму, что и расчет общего сопротивления смешанного перехода резисторов.

  • Цепь разделена на участки только с параллельным или только последовательным подключением
  • Рассчитайте общую емкость для каждого отдельного сайта.
  • Рассчитайте общую емкость всей цепочки смешанных соединений.

Возникает справедливый вопрос, зачем нужно последовательно соединять конденсаторы, если общая емкость меньше? Скорее всего, первое, что приходит в голову — получить новый эквивалентный конденсатор меньшей емкости. Но при изготовлении микросхем вряд ли это сделают, потому что, во-первых, обычно нужно экономить место на печатной плате, а во-вторых, нет смысла тратить деньги на два и более компонентов, если есть возможность купить один с запросом мощности.

Но если в параллельном или последовательном соединении конденсаторов еще есть хоть одна логика, то кому смешанная? Дело в том, что любое тело в природе, даже человеческое, обладает способностью, то есть способностью накапливать электрический заряд.

В чем разница между параллельным и последовательным соединением конденсаторов
Если мы говорим об электрической цепи, то все ее элементы в основном имеют емкость и могут рассматриваться как конденсаторы. Часто эту способность еще называют паразитом, потому что она создает различные типы помех.

Например, у нас есть какая-то электронная схема с множеством различных компонентов, которая принимает сигнал, обрабатывает его определенным образом и выдает результат. Известно, что время задержки сигнала в основном зависит от паразитной емкости электронных компонентов схемы. Поскольку требуется время для зарядки паразитной емкости, прежде чем сигнал начнет проходить. Если мы хотим узнать время задержки, нам нужно рассчитать общую емкость всех компонентов, преобразовав их в конденсаторную цепь.

Калькулятор расчёта ёмкости при последовательном соединении конденсаторов

Но что делать, если необходимая мощность неизвестна? Не всем хочется самостоятельно рассчитывать необходимую емкость конденсаторов вручную, а у кого-то просто нет на это времени. Для удобства выполнения таких действий редакция Seti.guru предлагает уважаемому читателю воспользоваться онлайн-калькулятором для расчета конденсаторов при последовательном включении или расчета емкости. В работе необычайно просто. Пользователю нужно только ввести необходимые данные в поля, а затем нажать кнопку «Рассчитать». Программы, содержащие все алгоритмы и формулы последовательного включения конденсаторов, а также расчет необходимой емкости, сразу дадут требуемый результат.

Как проверить качество соединения конденсаторов в цепи

Самый идеальный случай — это когда у нас под рукой есть вольтметр соответствующего типа. Стоит около тысячи рублей.

Это не так уж и много, поскольку вместе мы получаем прибор для измерения сопротивлений, постоянного и переменного напряжения, токов.

Гнездо для измерения конденсатора (см. Фото слева) состоит из двух узких прорезей, куда вставляются ножки.

По нашим наблюдениям, не имеет значения, в какую сторону вставлять электролитический конденсатор. Хотя лучше следовать инструкции по эксплуатации.

Потом как-то их нужно пометить или распределить по схеме, нарисованной на бумаге, где вы уже проставили все числа (кстати, обычно это делается по всей китайской технике).

Затем следует точно по формулам рассчитать, какое значение должно быть получено, и проверить его тестером. Не работает? Это означает, что качество контактов оставляет желать лучшего — используйте меньше скручиваний.

СОЕДИНЕНИЯ КОНДЕНСАТОРА

При необходимости увеличения общей емкости конденсаторов их соединяют параллельно (рис.9, а

). При таком способе подключения общая площадь пластин увеличивается по сравнению с площадью пластин каждого конденсатора.
Общая емкость конденсаторов, соединенных параллельно, равна сумме емкостей отдельных конденсаторов и рассчитывается по формуле
Общий = C1 + C2 + C3+

(10)

Это можно подтвердить следующим образом.

Параллельно подключенные конденсаторы находятся под одинаковым напряжением, равным U вольт, а общий заряд этих конденсаторов равен q кулонов. В этом случае каждый конденсатор последовательно получает заряд q 1, q 2, q 3 и так далее. Следовательно,

всего q = q 1 + q 2 + q 3 +

Из формулы (8) следует, что заряд

итого q = итого С U (11)

и заряд q 1 = C 1 U; q2 = C2U; q3 = C3U.

Подставляя эти выражения в формулу (11), получаем:

Итого C U = C 1 U + C 2 U + C 3 U.

Разделив левую и правую части этого равенства на значение U, равное для всех конденсаторов, после приведения находим:

Всего Do = Сделать 1 + Сделать 2 + Сделать 3

Пример

… Три конденсатора емкостью С 1 = 2
уфуф
и C 3 = 0,5
уф
подключены параллельно.

Рассчитайте их общую вместимость.

Итого C = C 1 + C 2 + C 3 = 2 + 00,1 + 0,5 = 2,6 мкФ.

Суммарную емкость конденсаторов одинаковой емкости, соединенных параллельно, можно рассчитать по формуле

Всего C = Cn, (12)

где C — емкость конденсатора,

n — количество конденсаторов.

Пример.

Пять конденсаторов емкостью 2
уф
каждый подключен параллельно. Определите их общую вместимость.

При сумме = Сn = 2 5 = 10 мкФ.

Конденсаторы включаются последовательно (рис. 9, б), когда рабочее напряжение установки превышает напряжение, на которое рассчитана изоляция конденсатора. В этом случае правая обкладка первого конденсатора соединяется с левой обкладкой второго, правая обкладка второго — с левой обкладкой третьего и т.д. Общая емкость конденсаторов при таком подключении уменьшается. Обратная величина общей емкости последовательно соединенных конденсаторов равна сумме обратных значений емкостей отдельных конденсаторов:

Это можно подтвердить следующим образом. Общее напряжение на конденсаторах U является общим для каждого конденсатора U 1, U 2, U 3, поэтому

Итого U = U 1 + U 2 + U 3 .

Из формулы (8) следует, что напряжение

Итого U = (14)

и напряжение

Подставляя эти выражения в формулу (14), получаем:

Делим левую и правую части этого равенства на значение q и после удаления находим:

Пример. Три конденсатора C1 = 2 мкФ, C2 = 4 мкФ и C3 = 8 мкФ подключены последовательно. Определите их общую вместимость.

Если конденсаторы одинаковой емкости соединены последовательно, их общую емкость можно рассчитать по формуле

Пример.

Четыре конденсатора по 1000 пФ подключены последовательно. Определите их общую вместимость. Решение.

Если два конденсатора разной емкости соединить последовательно, их общую емкость можно найти по формуле

Пример.

Два конденсатора C 1 = 200 пФ

и C2 = 300
пФ
соединены последовательно. Рассчитайте их общую вместимость.

Как видно из предыдущих примеров, общая емкость последовательно соединенных конденсаторов всегда меньше минимальной емкости, входящей в соединение.

Конденсаторы подбираются исходя из их емкости и рабочего напряжения, которое подается на их пластины при включении в схему. При напряжении выше допустимого в конденсаторе происходит пробой диэлектрика. Это напряжение называется напряжением пробоя. Пробой диэлектрика сопровождается электрическим разрядом — искрой с характерным треском. Конденсатор с пробитым диэлектриком к использованию не годится.

Каждый диэлектрик имеет определенное электрическое сопротивление, то есть способность сопротивляться разрушению. Электрическое сопротивление (таблица 2) обычно измеряется в (Вт / см

) и определяется формулой

где U — напряжение, в

d — толщина диэлектрика, см.

Многие, собирая то или иное устройство, часто задумываются, как соединить конденсаторы параллельно или последовательно. Не все купюры выпускаются промышленностью, поэтому задача по оснащению объекта кучей тары лежит тут и там. При параллельном подключении номиналы суммируются, а при последовательном используется более сложная формула. И конденсаторы тоже режущие, такие абсолютно точно включаются в схемы, где необходимо обеспечить нужные резонансные характеристики. В этом случае вам также необходимо решить указанную выше проблему. Проблема в том, что часто сборка индукционного нагревателя оказывается буквально на коленях, там целая кипа железа, под рукой нет колодок и паять лень — что делать?

Определение ёмкости последовательно или параллельно соединённых конденсаторов — формула

Практически все электрические цепи содержат емкостные элементы. Конденсаторы соединены между собой по схемам. Их необходимо знать как при расчетах, так и при установке.

Последовательное соединение

Конденсатор, а в просторечии — «емкость», та часть, без которой не обходится ни одна электрическая или электронная плата. Даже в современных гаджетах он присутствует, правда, уже в доработанном виде.

Вспомним, что это за радиотехнический элемент. Это устройство для накопления электрических зарядов и энергии, 2 токопроводящие пластины, между которыми находится диэлектрик. Когда к пластинам подается постоянный ток, через устройство в течение короткого времени протекает ток, который заряжается до напряжения источника. Его возможности используются для решения технических проблем.

Само слово возникло задолго до изобретения устройства. Этот термин также появился, когда люди поверили, что электричество — это что-то вроде жидкости и что вы можете наполнить ею любой сосуд. Что касается конденсатора, то он неудачный, потому что подразумевает, что устройство может удерживать только конечное количество электричества. Хотя это неправда, термин остался без изменений.

Чем больше пластины и чем меньше расстояние между ними, тем больше емкость конденсатора. Если его пластины соединить с каким-либо проводником, через этот проводник произойдет быстрый разряд.

В координированных телефонных станциях с помощью этой функции происходит обмен сигналами между устройствами. Длина импульсов, необходимых для команд, таких как: «подключение линии», «ответ пользователя», «отпускание», регулируется величиной емкости конденсаторов, установленных в цепи.

Единица емкости — 1 Фарад. Поскольку это большое значение, они используют микрофарады, пикофарады и нанофарады (мкФ, пФ, нФ).

На практике, выполняя последовательное соединение, можно получить увеличение приложенного напряжения. В этом случае приложенное напряжение принимается 2 внешними пластинами собранной системы, а внутренние пластины заряжаются с использованием распределения заряда. Такие приемы применяют, когда необходимых элементов под рукой нет, но есть детали других номинальных напряжений.

Область с 2 последовательно подключенными конденсаторами, рассчитанными на 125 В, может получать питание от 250 В.

Если для постоянного тока конденсатор является препятствием из-за своего диэлектрического зазора, то с переменным все иначе. Для токов разной частоты, таких как катушки и резисторы, сопротивление конденсатора изменится. Он хорошо пропускает высокочастотные токи и создает барьер для их низкочастотных аналогов.

У радиолюбителей есть выход: через емкость 220-500 пФ вместо антенны к радиоприемнику подключают осветительную сеть напряжением 220 В. Она будет фильтровать ток с частотой 50 Гц и пропускать токи проходят высокую частоту. Это сопротивление конденсатора легко рассчитать по формуле для емкости: RC = 1/6 * f * C.

  • Rc — емкостное сопротивление, Ом;
  • f — частота тока, Гц;
  • C — емкость этого конденсатора, Ф;
  • 6 — число 2π, округленное до ближайшего целого числа.

Но не только напряжение, подаваемое на схему, можно изменить с помощью аналогичной схемы переключения. Так достигается изменение емкости при последовательном подключении. Для удобства запоминания они предположили, что суммарное значение емкости, полученное при выборе подобной схемы, всегда меньше меньшего из двух, входящих в цепочку.

Если таким образом соединить 2 части одинаковой емкости, их общая стоимость будет вдвое меньше, чем каждая из них. Расчеты последовательного подключения конденсаторов можно выполнить по следующей формуле:

Пусть C1 = 110 пФ и C2 = 220 пФ, поэтому Ctot = 110 × 220/110 + 220 = 73 пФ.

Не забывайте о простоте и удобстве монтажа, а также об обеспечении качественной работы собранного устройства или оборудования. При последовательном соединении у емкостей должен быть 1 производитель. А если части всей цепочки — из производственной партии, то проблем с работой созданной цепочки не будет.

Источники

  • https://orenburgelectro.ru/podklyuchenie/posledovatelnoe-podklyuchenie-kondensatorov-sovety-elektrika.html
  • https://34rozetki.ru/opyt/posledovatelnoe-soedinenie-kondensatorov-kalkulyator.html
  • https://strop-snab.ru/teoriya/parallelnoe-soedinenie-kondensatorov-formula.html
  • https://elektroznatok.ru/info/elektronika/soedinenie-kondensatorov
  • https://ElectroInfo.net/kondensatory/chem-otlichajutsja-parallelnoe-i-posledovatelnoe-soedinenie-kondensatorov.html
  • https://seti.guru/parallelnoe-i-posledovatelnoe-soedinenie-kondensatorov
  • https://howelektrik.ru/elektrooborudovanie/provodka/parallelnoe-i-posledovatelnoe-soedinenie-kondensatorov-shemy-raschet.html
  • https://400volt.ru/soedineniya/parallelnoe-i-posledovatelnoe-soedinenie-kondensatorov.html

Оцените статью
Блог про электронику