هل من الممكن توصيل مكثفين مختلفين بالتوازي. أنواع مختلفة من توصيلات المكثفات

محتوى:

في الدوائر الإلكترونية والراديو ، الموازية و اتصال تسلسليالمكثفات. في الحالة الأولى ، يتم إجراء الاتصال بدون أي عقد مشتركة ، وفي المتغير الثاني ، يتم دمج جميع العناصر في عقدتين وغير متصلة بالعقد الأخرى ، إذا لم يتم توفير ذلك مسبقًا بواسطة المخطط.

اتصال تسلسلي

عند التوصيل على التوالي ، يتم توصيل مكثفين أو أكثر بدائرة مشتركة بحيث يتم توصيل كل مكثف سابق بالمكثف التالي عند نقطة مشتركة واحدة فقط. سيكون للتيار (1) الذي يشحن دائرة سلسلة من المكثفات نفس القيمة لكل عنصر ، لأنه ينتقل فقط على طول المسار الوحيد الممكن. هذا الموقف تؤكده الصيغة: i = i c1 = i c2 = i c3 = i c4.

فيما يتعلق ب نفس القيمةالتيار المتدفق عبر المكثفات على التوالي ، ستكون كمية الشحنة المتراكمة بواسطة كل منها هي نفسها ، بغض النظر عن السعة. يصبح هذا ممكنًا لأن الشحنة القادمة من لوحة المكثف السابق تتراكم على لوحة عنصر الدائرة التالية. لذلك ، سيبدو مقدار الشحن للمكثفات المتصلة بالسلسلة كما يلي: Q total \ u003d Q 1 \ u003d Q 2 \ u003d Q 3.

إذا أخذنا في الاعتبار ثلاثة مكثفات C 1 و C 2 و C 3 متصلة في دائرة متسلسلة ، فقد اتضح أن متوسط ​​المكثف C 2 عند العاصمةمعزول كهربائيا عن الدائرة المشتركة. في النهاية ، سيتم تقليل قيمة المساحة الفعالة للألواح إلى مساحة لوحات المكثف ذات الأبعاد الأصغر. الملء الكامل للألواح بشحنة كهربائية يجعل من المستحيل استمرار مرور التيار خلالها. نتيجة لذلك ، يتوقف التدفق الحالي في الدائرة بأكملها ، وبالتالي يتوقف أيضًا شحن جميع المكثفات الأخرى.

المسافة الإجمالية بين اللوحات في سلسلة الاتصال هي مجموع المسافات بين لوحات كل عنصر. نتيجة الاتصال في دائرة تسلسلية واحدة مكثف كبير، مساحة اللوحات التي تتوافق مع لوحات العنصر ذات السعة الدنيا. المسافة بين الألواح تساوي مجموع المسافات في السلسلة.

سيكون انخفاض الجهد عبر كل مكثف مختلفًا ، اعتمادًا على السعة. يتم تحديد هذا الموقف من خلال الصيغة: C \ u003d Q / V ، حيث تتناسب السعة عكسياً مع الجهد. وهكذا ، مع انخفاض سعة المكثف ، يسقط جهد أعلى عبره. يتم حساب السعة الإجمالية لجميع المكثفات بالصيغة: 1 / C total = 1 / C 1 + 1 / C 2 + 1 / C 3.

الميزة الأساسيةمثل هذا المخطط هو تمرير طاقة كهربائيةفقط في اتجاه واحد. لذلك ، في كل مكثف ، ستكون القيمة الحالية هي نفسها. يخزن كل جهاز تخزين في دائرة سلسلة كمية متساوية من الطاقة ، بغض النظر عن السعة. أي أنه يمكن إعادة إنتاج السعة بسبب الطاقة الموجودة في المحرك المجاور.

آلة حاسبة على الإنترنت لحساب سعة المكثفات المتصلة على التوالي في دائرة كهربائية.

اتصال مختلط

اتصال متوازي للمكثفات

بالتوازي ، مثل هذا الاتصال الذي يتم فيه توصيل المكثفات ببعضها البعض بواسطة جهتي اتصال. وبالتالي ، يمكن توصيل عدة عناصر في وقت واحد في وقت واحد.

يسمح لك هذا النوع من الاتصال بتكوين مكثف واحد باستخدام مقاسات كبيرة، مساحة الألواح التي ستكون مساوية لمجموع مناطق الألواح لكل مكثف فردي. نظرًا لحقيقة أنه يتناسب طرديًا مع مساحة الألواح ، فإن السعة الإجمالية هي الكمية الإجماليةجميع سعات المكثفات متصلة بالتوازي. أي C مجموع \ u003d C 1 + C 2 + C 3.

نظرًا لأن فرق الجهد يحدث عند نقطتين فقط ، فإن نفس الجهد سينخفض ​​على جميع المكثفات المتصلة بالتوازي. سيكون التيار في كل منهما مختلفًا ، اعتمادًا على قيمة السعة والجهد. وهكذا ، متسقة و اتصال موازيةالمطبقة في مخططات مختلفة، يسمح لك بضبط المعلمات المختلفة في مناطق معينة. نتيجة لهذا ، يتم الحصول على النتائج الضرورية لعمل النظام بأكمله.

لدى العديد من هواة الإلكترونيات المبتدئين في عملية تجميع جهاز محلي الصنع سؤال: "كيف توصل المكثفات بشكل صحيح؟"

يبدو ، لماذا هذا ضروري ، لأنه إذا تم تشغيله مخطط الرسم البيانييشار إلى أنه يجب تركيب مكثف 47 ميكروفاراد في هذا المكان من الدائرة ، مما يعني أننا نأخذه ونضعه. ولكن ، يجب أن تعترف أنه في ورشة عمل حتى مهندس إلكترونيات متعطش قد لا يكون هناك مكثف بالتقييم المطلوب!

يمكن أن تنشأ حالة مماثلة عند إصلاح أي جهاز. على سبيل المثال ، هناك حاجة إلى مكثف إلكتروليتي بسعة 1000 ميكروفاراد ، ويتوفر فقط اثنان أو ثلاثة في 470 ميكروفاراد. تعيين 470 ميكروفاراد ، بدلا من 1000 موصوفة؟ لا ، هذا غير مسموح به دائمًا. فكيف تكون؟ اذهب إلى سوق الراديو لعدة عشرات من الكيلومترات واشتري الجزء المفقود؟

كيف تخرج من هذا الموقف؟ يمكنك توصيل عدة مكثفات ونتيجة لذلك تحصل على السعة التي نحتاجها. في الإلكترونيات ، توجد طريقتان لتوصيل المكثفات: موازىو تسلسلي.

في الواقع ، يبدو كالتالي:

اتصال موازية

رسم تخطيطي للاتصال المتوازي

اتصال تسلسلي

رسم تخطيطي للتوصيل التسلسلي

من الممكن أيضًا الجمع بين الوصلة المتوازية والمتسلسلة. لكن من الناحية العملية ، من غير المحتمل أن يكون هذا مفيدًا لك.

كيف تحسب السعة الكلية للمكثفات المتصلة؟

ستساعدنا بعض الصيغ البسيطة في ذلك. لا تتردد ، إذا كنت تعمل في مجال الإلكترونيات ، فستساعدك هذه الصيغ البسيطة عاجلاً أم آجلاً.

السعة الكلية للمكثفات المتصلة بالتوازي:

ج 1 - سعة الأول ؛

ج 2 - سعة الثانية ؛

ج 3 - سعة الثالثة ؛

C N - السعة نمكثف

مجموع C - السعة الكلية للمكثف المركب.

كما ترى ، مع اتصال موازٍ للسعة ، تحتاج فقط إلى الجمع!

انتباه!يجب إجراء جميع الحسابات بنفس الوحدات. إذا أجرينا حسابات بالميكروفاراد ، فأنت بحاجة إلى تحديد السعة C1, C2في ميكروفاراد. يتم الحصول على النتيجة أيضًا في الميكروفاراد. يجب مراعاة هذه القاعدة ، وإلا فلا يمكن تجنب الأخطاء!

من أجل عدم ارتكاب خطأ عند تحويل microfarads إلى picofarads ، و nanofarads إلى microfarads ، تحتاج إلى معرفة التدوين المختصر للقيم العددية. سوف يساعدك الجدول أيضًا في هذا. يشير إلى البادئات المستخدمة للتسجيل القصير والمضاعفات التي يمكنك إعادة الحساب بها. اقرأ المزيد عن هذا.

يمكن حساب سعة مكثفين متصلين في سلسلة باستخدام صيغة مختلفة. سيكون الأمر أكثر تعقيدًا:

انتباه!هذه الصيغة صالحة فقط لمكثفين! إذا كان هناك المزيد ، فستكون هناك حاجة إلى صيغة مختلفة. إنه أكثر إرباكًا ، وهو في الواقع ليس مفيدًا دائمًا.

أو نفس الشيء ولكن أكثر وضوحا:

إذا أجريت عدة عمليات حسابية ، فسترى أنه عند الاتصال في سلسلة ، فإن السعة الناتجة ستكون دائمًا أقل من أصغرها في هذه السلسلة. ماذا يعني ذلك؟ وهذا يعني أنه إذا قمت بتوصيل المكثفات بسعة 5 و 100 و 35 بيكوفاراد على التوالي ، فإن السعة الإجمالية ستكون أقل من 5.

في حالة استخدام مكثفات من نفس السعة للاتصال المتسلسل ، فإن هذه الصيغة المرهقة تبسط بطريقة سحرية وتتخذ الشكل:

هنا ، بدلا من الحرف م تعيين عدد المكثفات ، و C1هي قدرتها.

يجدر أيضًا تذكر قاعدة بسيطة:

عندما يتم توصيل مكثفين لهما نفس السعة على التوالي ، فإن السعة الناتجة ستكون نصف سعة كل منهما.

وبالتالي ، إذا قمت بتوصيل مكثفين على التوالي ، كل منهما بسعة 10 نانوفاراد ، فستكون النتيجة 5 نانوفاراد.

لن نترك الكلمات تذهب هباءً ، لكننا نفحص المكثف عن طريق قياس السعة ، وعمليًا سوف نؤكد صحة الصيغ الموضحة هنا.

خذ اثنين من مكثفات الفيلم. واحد لـ 15 نانوفاراد (0.015 ميكروفاراد) والآخر لـ 10 نانوفاراد (0.01 ميكروفاراد). الآن خذ مقياس متعدد فيكتور VC9805 + وقياس السعة الكلية للمكثفين. هذا ما حصلنا عليه (انظر الصورة).

قياس السعة في التوصيل التسلسلي

كانت سعة المكثف المركب 6 نانوفاراد (0.006 ميكروفاراد).

والآن سنفعل الشيء نفسه ، لكن لوصلة متوازية. دعنا نتحقق من النتيجة باستخدام نفس المختبر (انظر الصورة).

قياس السعة بالتوازي

كما ترون ، مع اتصال متوازي ، تطورت سعة المكثفين وهي 25 نانوفاراد (0.025 ميكروفاراد).

ما الذي تحتاج إلى معرفته أيضًا لتوصيل المكثفات بشكل صحيح؟

أولاً ، لا تنس أن هناك معلمة مهمة أخرى ، مثل الفولتية المقدرة.

عندما يتم توصيل المكثفات على التوالي ، يتم توزيع الجهد بينهما في تناسب عكسي مع سعاتها. لذلك ، من المنطقي ، عند التوصيل على التوالي ، استخدام المكثفات ذات الجهد المقنن المساوي للجهد الذي يمتلكه المكثف ، وبدلاً من ذلك نضع مكثفًا واحدًا.

إذا تم استخدام مكثفات بنفس السعة ، فسيتم تقسيم الجهد بينهما بالتساوي.

للمكثفات الالكتروليتية.

الاتصال التسلسلي للشوارد

مخطط الاتصال التسلسلي

أيضا لا تنسى الجهد المقنن. عند التوصيل بالتوازي ، يجب أن يكون لكل من المكثفات المعنية نفس الجهد المقنن ، كما لو وضعنا مكثفًا واحدًا في الدائرة. بمعنى ، إذا كنت بحاجة إلى تثبيت مكثف بجهد اسمي 35 فولت وسعة ، على سبيل المثال ، 200 ميكروفاراد ، فعندئذٍ بدلاً من ذلك يمكنك توصيل مكثفين 100 ميكروفاراد و 35 فولت بالتوازي. إذا كان لدى واحد منهم على الأقل جهد تصنيف منخفض (على سبيل المثال ، 25 فولت) ، فسوف يفشل قريبًا.

من المستحسن أن يتم اختيار المكثفات من نفس النوع (فيلم ، سيراميك ، ميكا ، ورق معدني) لمكثف مركب. سيكون من الأفضل أن يتم أخذها من نفس الدفعة ، لأنه في هذه الحالة سيكون انتشار المعلمات صغيرًا.

بالطبع ، من الممكن أيضًا وجود اتصال مختلط (مشترك) ، لكن من الناحية العملية لا يتم استخدامه (لم أره). عادةً ما يذهب حساب السعة باتصال مختلط إلى أولئك الذين يحلون مشاكل في الفيزياء أو يجتازون الاختبارات :)

يجب على أولئك الذين يهتمون بشدة بالإلكترونيات أن يعرفوا بالتأكيد كيفية توصيل المقاومات بشكل صحيح وحساب مقاومتها الكلية!

تستخدم المكثفات الكهربائية على نطاق واسع في المعدات الإلكترونية. إنها رائدة من حيث عدد التطبيقات في كتل المعدات ، ووفقًا لبعض المعايير ، فهي تأتي في المرتبة الثانية بعد المقاومات. المكثفات موجودة في أي جهاز إلكتروني وتتزايد حاجتها في الإلكترونيات الحديثة باستمرار. جنبا إلى جنب مع النطاق الواسع الحالي ، يستمر تطوير أنواع جديدة ، مما أدى إلى تحسين الخصائص الكهربائية والتشغيلية.

المكثف هو عنصر من عناصر الدائرة الكهربائية ، والتي تتكون من أقطاب كهربائية موصلة معزولة عن بعضها البعض بواسطة عازل.

تتميز المكثفات بالسعة ، أي بنسبة الشحنة إلى فرق الجهد الذي تنتقل بواسطة هذه الشحنة.

في النظام الدولي SI تُؤخذ سعة المكثف كوحدة سعة.مع زيادة الجهد بمقدار واحد فولت عند شحن قلادة واحدة. هذه الوحدة تسمى الفاراد. إنه كبير جدًا للاستخدام العملي. لذلك ، من الشائع استخدام وحدات أصغر مثل picofarad (pF) و nanofarad (nF) و microfarad (F).

المجموعات حسب نوع العازل

تستخدم العوازل الكهربائية لعزل الألواح عن بعضها البعض. إنها مصنوعة من مواد عضوية وغير عضوية. في كثير من الأحيان ، يتم استخدام أفلام أكسيد المعادن كعزل كهربائي.

حسب نوع العازل الكهربائي ، تنقسم العناصر إلى مجموعات:

• عضوي؛
• غير عضوي؛
• الغازي؛
• أكسيد.

يتم تصنيع العناصر ذات العازل العضوي عن طريق لف شرائح رقيقة من الورق أو الفيلم الخاص. ايضا استخدم عازلًا مدمجًامع احباط أو أقطاب ممعدنة. يمكن أن تكون هذه العناصر عالية الجهد (أكثر من 1600 فولت) ومنخفضة الجهد (حتى 1600 فولت).

في المنتجات ذات العازل غير العضوي والسيراميك والميكا والزجاج والسيراميك الزجاجي ، يتم استخدام المينا الزجاجية. تتكون ألواحها من طبقة رقيقة من المعدن ، يتم تطبيقها على العازل عن طريق المعدن. هناك الجهد العالي ، الجهد المنخفض وقمع الضوضاء.

كعازل غازي ، يتم استخدام غاز مضغوط (الفريون ، النيتروجين ، سداسي فلوريد الكبريت) ، الهواء أو الفراغ. حسب طبيعة التغيير في السعة والوظيفة المؤداة ، فإن هذه العناصر ثابتة ومتغيرة.

العناصر الأكثر استخدامًا مع فراغ عازل. لديهم سعات محددة كبيرة (مقارنة مع عازل غازي) وقوة عازلة أعلى. عناصر ذات فراغ عازل لديك استقرار المعلمةمع تغيرات درجة الحرارة في البيئة.

النطاق - أجهزة الإرسال التي تعمل على الموجات القصيرة والمتوسطة والطويلة بتردد يصل إلى 30-80 ميجا هرتز.

العناصر التي تحتوي على أكسيد عازل هي:

• هدف عام؛
• قاذفات.
• دفعة؛
• الغير قطبي؛
• تردد عالي؛
• قمع التدخل.

العازل الكهربائي عبارة عن طبقة أكسيد ، يتم تطبيقها على الأنود بوسائل كهروكيميائية.

الاتفاقيات

يتم تحديد العناصر بواسطة نظام كامل ومختصر.

مع نظام مخفض الحروف والأرقام مكتوبة، حيث يشير الحرف إلى الفئة الفرعية ، يشير الرقم إلى المجموعة ، اعتمادًا على العازل المستخدم. يشير العنصر الثالث إلى رقم تسجيل نوع المنتج.

بالكامل رمزيشار إلى المعلمات والخصائص في التسلسل التالي:

• تعيين رمزي لتصميم المنتج ؛
• الفولطية المقدرة للمنتج ؛
• السعة الاسمية للمنتج ؛
• الانحراف المسموح به في السعة ؛
• استقرار درجة حرارة قدرة المنتج ؛
• اسمى، صورى شكلى، بالاسم فقط قوة رد الفعلمنتجات.

اختيار الطائفة

يمكن توصيل المكثفات ببعضها البعض بطرق مختلفة.

من الناحية العملية ، غالبًا ما تنشأ المواقف عندما يكون من الضروري استخدام عدد محدود من مكونات الراديو عند تثبيت دائرة أو استبدال عنصر معيب. ليس من الممكن دائمًا العثور على عناصر الفئة المرغوبة.

في هذه الحالة ، من الضروري استخدام التوصيل المتسلسل والمتوازي للمكثفات.

في التوصيل بالتوازيالروابط الخاصة بهم ستكون القيمة الإجمالية هي مجموع القدرات العناصر الفردية. باستخدام مخطط التوصيل هذا ، يتم توصيل جميع بطانات العناصر في مجموعات. يتم توصيل أحد مخرجات كل عنصر بمجموعة واحدة والمخرج الآخر بمجموعة أخرى.

حيث سيكون الجهد على جميع اللوحات هو نفسهلأن جميع المجموعات متصلة بنفس مصدر الطاقة. في الواقع ، يتم الحصول على سعة واحدة ، وهي القيمة الإجمالية لجميع السعات في دائرة معينة.

للحصول على سعة كبيرة ، يتم استخدام اتصال متوازي للمكثف.

على سبيل المثال ، تحتاج إلى توصيل محرك ثلاثي الطور بـ شبكة أحادية الطور 220 فولت. بالنسبة لوضع تشغيل المحرك ، يلزم وجود سعة 135 ميكروفاراد. من الصعب جدًا العثور عليه ، ولكن يمكن الحصول عليه باستخدام اتصال متوازي للعناصر عند 5 و 30 و 100 ميكروفاراد. نتيجة للإضافة ، نحصل على الوحدة المطلوبة من 135 ميكروفاراد.

سلسلة توصيل المكثفات

يتم استخدام سلسلة توصيل للمكثفات إذا كان من الضروري الحصول على سعة أصغر من سعة العنصر. هذه العناصر تتحمل الفولتية العالية. عندما يتم توصيل المكثفات على التوالي ، فإن مقلوب السعة الكلية يساوي مجموع مقلوب العناصر الفردية. للحصول على القيمة المطلوبة ، هناك حاجة إلى مكثفات معينة ، والتي سيعطي توصيلها التسلسلي القيمة المطلوبة.

يشير الاتصال التسلسلي إلى الحالات التي يكون فيها عنصران أو أكثر في شكل سلسلة ، بينما يكون كل عنصر منهما متصلاً بالآخر عند نقطة واحدة فقط. لماذا يتم وضع المكثفات هكذا؟ كيف اقوم به بشكل صحيح؟ ماذا تريد ان تعرف؟ ما هي ميزات سلسلة توصيل المكثفات عمليًا؟ ما هي صيغة النتيجة؟

ما الذي تحتاج إلى معرفته للاتصال الصحيح؟

للأسف ، ليس كل شيء يسهل القيام به هنا كما قد يبدو. يعتقد العديد من المبتدئين أنه إذا كان الرسم التخطيطي يشير إلى الحاجة إلى عنصر 49 ميكرو فاراد ، يكفي فقط أخذه وتثبيته (أو استبداله بعنصر مكافئ). لكن من الصعب العثور على المعلمات اللازمة حتى في ورشة العمل المهنية. وماذا لو لم تكن هناك عناصر ضرورية؟ لنفترض أن هناك مثل هذا الموقف: أنت بحاجة إلى مكثف لـ 100 ميكروفاراد ، لكن هناك عدة قطع لـ 47. ليس من الممكن دائمًا توفيره. الذهاب إلى سوق الراديو لمكثف واحد؟ ليس من الضروري. سيكون كافيًا لتوصيل عنصرين. هناك طريقتان رئيسيتان: التوصيل التسلسلي والمتوازي للمكثفات. هنا سنتحدث عن الأول. ولكن إذا تحدثنا عن سلسلة توصيل الملف والمكثف ، فلا توجد مشاكل خاصة.

لماذا يفعلون ذلك؟

عند إجراء مثل هذه التلاعبات معهم ، فإن الشحنات الكهربائية على ألواح العناصر الفردية ستكون متساوية: KE \ u003d K 1 \ u003d K 2 \ u003d K 3. KE هي السعة النهائية ، K هي قيمة السماح بمرور المكثف. لماذا هذا؟ عندما تأتي الشحنات من مصدر الطاقة إلى الألواح الخارجية ، يمكن نقل القيمة إلى الأجزاء الداخلية ، وهي قيمة العنصر بأصغر المعلمات. بمعنى ، إذا أخذت مكثفًا بقوة 3 وحدات فائق التوهج ، ثم قمت بتوصيله بـ 1 فائق التوهج ، فإن النتيجة النهائية ستكون 1 فائق التوهج. بالطبع ، في أول واحد سيكون من الممكن ملاحظة قيمة 3 ميكروفاراد. لكن العنصر الثاني لن يكون قادرًا على تجاوز هذا القدر ، وسيقطع كل شيء أكبر من القيمة المطلوبة ، تاركًا المزيد من السعة للمكثف الأصلي. لنلقِ نظرة على ما يجب حسابه عند إجراء توصيل متسلسل للمكثفات. معادلة:

• OE - السعة الإجمالية ؛
• H - الجهد
• KE - السعة النهائية.

ما الذي تحتاج إلى معرفته أيضًا لتوصيل المكثفات بشكل صحيح؟

بادئ ذي بدء ، لا تنس أنه بالإضافة إلى السعة ، لديهم أيضًا جهد مقدر. لماذا ا؟ عندما يتم إجراء اتصال متسلسل ، يتم توزيع الجهد في تناسب عكسي مع سعاتها فيما بينها. لذلك ، من المنطقي استخدام هذا الأسلوب فقط في الحالات التي يمكن فيها لأي مكثف توفير الحد الأدنى من معلمات التشغيل المطلوبة. إذا تم استخدام عناصر لها نفس السعة ، فسيتم تقسيم الجهد بينهما بالتساوي. أيضًا كلمة تحذير بشأن المكثفات الإلكتروليتية: عند العمل معهم ، يجب دائمًا التحكم بعناية في قطبيتها. لأنه إذا تم تجاهل هذا العامل ، فإن التوصيل المتسلسل للمكثفات يمكن أن يعطي عددًا من التأثيرات غير المرغوب فيها. ومن الجيد أن يقتصر كل شيء على تفكيك هذه العناصر فقط. تذكر أن المكثفات تخزن التيار ، وإذا حدث خطأ ما ، اعتمادًا على الدائرة ، يمكن أن تحدد سابقة تفشل فيها المكونات الأخرى للدائرة.

الحالي في سلسلة اتصال

لأنه لديه واحد فقط مسار ممكنالتدفق ، سيكون لها نفس القيمة لجميع المكثفات. في هذه الحالة ، يكون لمقدار الرسوم المتراكمة في كل مكان نفس القيمة. لا تعتمد على القدرة. انظر إلى أي مخطط توصيل لسلسلة مكثف. البطانة اليمنى للأول متصلة يسار الثانية ، وهكذا. إذا تم استخدام أكثر من عنصر واحد ، فسيتم عزل بعضها عن الدائرة المشتركة. وبالتالي ، تصبح المساحة الفعالة للألواح أصغر وتساوي معلمات أصغر مكثف. ما هي الظاهرة الفيزيائية التي تكمن وراء هذه العملية؟ الحقيقة هي أنه بمجرد امتلاء المكثف بشحنة كهربائية ، يتوقف عن تمرير التيار. وبعد ذلك لا يمكن أن تتدفق عبر السلسلة بأكملها. المكثفات المتبقية في هذه الحالة لن تكون قادرة أيضًا على الشحن.

انخفاض التوتر والسعة الكلية

كل عنصر يبدد الجهد شيئا فشيئا. بالنظر إلى أن السعة تتناسب عكسياً معها ، فكلما كانت أصغر ، زاد الانخفاض. كما ذكرنا سابقًا ، فإن المكثفات المتصلة على التوالي لها نفس الشحنة الكهربائية. لذلك ، عند قسمة كل التعبيرات على معنى عاميمكنك الحصول على معادلة توضح السعة الكاملة. في هذه السلسلة والاتصال المتوازي للمكثفات تختلف اختلافًا كبيرًا.

مثال 1

دعنا نستخدم الصيغ الواردة في المقالة ونحسب العديد من المشاكل العملية. إذن لدينا ثلاثة مكثفات. سعتها هي: C1 = 25 uF ، C2 = 30 uF و C3 = 20 uF. هم متصلون في سلسلة. نحن بحاجة إلى إيجاد سعتها الإجمالية. استخدم معادلة 1 / C المقابلة: 1 / C1 + 1 / C2 + 1 / C3 = 1/25 + 1/30 + 1/20 = 37/300. نترجم إلى ميكروفاراد ، والسعة الإجمالية للمكثف عند توصيله في سلسلة (والمجموعة في هذه الحالة تعتبر عنصرًا واحدًا) تبلغ حوالي 8.11 ميكروفاراد.

المثال رقم 2

دعونا نحل مشكلة أخرى لتعزيز التطورات. يوجد 100 مكثف. سعة كل عنصر هي 2 ميكروفاراد. من الضروري تحديد سعتها الإجمالية. من الضروري مضاعفة عددهم بالخاصية: 100 * 2 \ u003d 200 ميكروفاراد. لذا ، فإن السعة الإجمالية للمكثف عند توصيله على التوالي هي 200 ميكروفاراد. كما ترون ، لا شيء معقد.

استنتاج

لذلك عملنا الجوانب النظرية، حللوا الصيغ والميزات الخاصة بالاتصال الصحيح للمكثفات (على التوالي) وحتى حلوا العديد من المشاكل. أود أن أذكر القراء بألا يغفلوا عن التأثير الفولطية. من المستحسن أيضًا اختيار عناصر من نفس النوع (ميكا ، سيراميك ، ورق معدني ، فيلم). ثم يمكن أن يمنحنا الاتصال المتسلسل للمكثفات أعظم تأثير مفيد.

سنحاول في هذه المقالة تغطية موضوع توصيل المكثفات. طرق مختلفة. من المقالة حول اتصالات المقاوم ، نعلم أن هناك سلسلة متوازية و اتصال مختلط، تنطبق نفس القاعدة على هذه المقالة. المكثف (من الكلمات اللاتينية "condensare" - "للتكثيف" ، "للتكثيف") هو جهاز كهربائي واسع الانتشار.

هذان موصلان (صفائح) ، بينهما مادة عازلة. إذا تم تطبيق جهد (U) عليه ، فسوف تتراكم شحنة كهربائية (Q) على موصلاته. السمة الرئيسية لها هي القدرة (C). يتم وصف خصائص المكثف بواسطة المعادلة Q = UC ، والشحنة على الألواح والجهد يتناسب طرديًا مع بعضهما البعض.

رمز المكثف على الرسم التخطيطي

دع جهدًا متناوبًا يطبق على المكثف. يتم شحنه مع ارتفاع الجهد ، تزداد الشحنة الكهربائية على الألواح. إذا انخفض الجهد ، فإن الشحنة على لوحاته تنخفض أيضًا ويتم تفريغها.

ويترتب على ذلك أنه على طول الأسلاك التي تربط المكثف ببقية الدائرة ، كهرباءيتدفق عندما يتغير الجهد عبر المكثف. لا يهم ما يحدث في العازل بين الموصلات. القوة الحالية تساوي إجمالي الشحنة المتدفقة لكل وحدة زمنية عبر السلك المتصل بالمكثف. يعتمد ذلك على السعة ومعدل التغيير في جهد الإمداد.

تعتمد السعة على خصائص العزل ، وكذلك حجم وشكل الموصل. وحدة قياس سعة كوندر هي فاراد (F) ، 1 F = 1 C / V. ومع ذلك ، في الممارسة العملية ، غالبًا ما تُقاس السعة بالفاراد الميكروي (10-6) أو بيكو (10-12).

تستخدم المكثفات بشكل أساسي لبناء دوائر تعتمد على التردد ، للحصول على دفعة كهربائية قصيرة قوية ، حيث يكون من الضروري تخزين الطاقة. من خلال تغيير خصائص المسافة بين الألواح ، يمكن استخدامها لقياس مستوى السائل.

اتصال موازية

الاتصال المتوازي هو اتصال يكون فيه أطراف كل المكثفات بنقطتين مشتركتين - دعنا نسميهما مدخلات ومخرجات الدائرة. لذلك يتم دمج جميع المدخلات عند نقطة واحدة ، وجميع المخرجات عند نقطة أخرى ، تكون الفولتية على جميع المكثفات متساوية:

يتضمن الاتصال الموازي توزيع الشحنة المستلمة من المصدر على ألواح العديد من المكثفات ، والتي يمكن كتابتها على النحو التالي:

نظرًا لأن الجهد على جميع المكثفات متماثل ، فإن الشحنات الموجودة على ألواحها تعتمد فقط على السعة:

السعة الكلية لمجموعة متوازية من المكثفات:

السعة الإجمالية لهذه المجموعة من المكثفات تساوي مجموع السعات المضمنة في الدائرة.

تُستخدم بنوك المكثفات على نطاق واسع لزيادة قوة واستقرار أنظمة الطاقة في خطوط الكهرباء. في الوقت نفسه ، يمكن تقليل تكلفة عناصر الخط الأكثر قوة. يتم زيادة استقرار تشغيل خطوط الكهرباء ، ومقاومة خطوط الكهرباء للأعطال والأحمال الزائدة.

اتصال تسلسلي

الاتصال المتسلسل للمكثفات هو اتصالها مباشرة واحدًا تلو الآخر دون تفريع الموصل. من مصدر الجهد ، تدخل الشحنات إلى الصفائح الأولى والأخيرة في دائرة المكثف.

بسبب الحث الكهروستاتيكي على الألواح الداخلية للمكثفات المجاورة ، يتم معادلة الشحنة على الألواح المتصلة كهربائيًا للمكثفات المجاورة ، لذلك تظهر عليها شحنة كهربائية متساوية الحجم ومعاكسة في اللافتة.

مع مثل هذا الاتصال ، تكون الشحنات الكهربائية على ألواح القنوات الفردية متساوية في الحجم:

الجهد الكلي للدائرة بأكملها:

من الواضح أن الجهد الكهربي بين الموصلات لكل مكثف يعتمد على الشحنة والسعة المتراكمة ، أي:

لذلك ، السعة المكافئة لدائرة متسلسلة هي:

ويترتب على ذلك أن مقلوب السعة الكلية يساوي مجموع مقلوب سعات المكثفات الفردية:

اتصال مختلط

الاتصال المختلط للمكثفات هو اتصال يوجد فيه اتصال متسلسل ومتوازي في نفس الوقت. لفهم المزيد من التفاصيل ، دعنا نلقي نظرة على هذا الاتصال بمثال:

يوضح الشكل أن مكثفين متصلين على التوالي في الأعلى والأسفل واثنان على التوازي. يمكنك اشتقاق صيغة من المركبات المذكورة أعلاه:

أساس أي هندسة راديوية هو مكثف ، يتم استخدامه في مجموعة متنوعة من الدوائر - هذه هي إمدادات الطاقة والتطبيقات الخاصة بـ الإشارات التناظريةتخزين البيانات ؛ وفي الاتصالات السلكية واللاسلكية لتنظيم التردد.