Фигурата показва смесено свързване на кондензатори. Свързване на кондензатори последователно

Много начинаещи ентусиасти на електрониката в процеса на сглобяване на домашно устройство имат въпроса: „Как да свържете правилно кондензаторите?“

Изглежда, защо е необходимо това, защото ако на електрическа схемае посочено, че на това място на веригата трябва да се инсталира кондензатор от 47 микрофарда, което означава, че го вземаме и го поставяме. Но трябва да признаете, че в работилницата дори на запален електронен инженер може да няма кондензатор с необходимия рейтинг!

Подобна ситуация може да възникне при ремонт на всяко устройство. Например, необходим е електролитен кондензатор с капацитет 1000 микрофарада и само два или три на 470 микрофарада са под ръка. Задайте 470 микрофарада, вместо предписаните 1000? Не, това не винаги е позволено. И така, как да бъдем? Отидете на радио пазара за няколко десетки километра и купете липсващата част?

Как да излезем от тази ситуация? Можете да свържете няколко кондензатора и в резултат да получите капацитета, от който се нуждаем. В електрониката има два начина за свързване на кондензатори: паралелени последователен.

В действителност изглежда така:

Паралелна връзка

Принципна схема на паралелно свързване

серийна връзка

Принципна схема на серийно свързване

Също така е възможно да се комбинира паралелно и последователно свързване. Но на практика това едва ли ще ви бъде полезно.

Как да изчислим общия капацитет на свързаните кондензатори?

Няколко прости формули ще ни помогнат за това. Не се колебайте, ако се занимавате с електроника, тогава тези прости формули рано или късно ще ви помогнат.

Общ капацитет на паралелно свързани кондензатори:

C 1 - капацитетът на първия;

C 2 - капацитетът на втория;

C 3 - капацитетът на третия;

C N - капацитет н-ти кондензатор;

C total - общият капацитет на композитния кондензатор.

Както можете да видите, с паралелно свързване на капацитета, просто трябва да добавите!

внимание!Всички изчисления трябва да се правят в едни и същи единици. Ако извършваме изчисления в микрофаради, тогава трябва да посочите капацитета C1, C2в микрофаради. Резултатът също се получава в микрофаради. Това правило трябва да се спазва, в противен случай грешките не могат да бъдат избегнати!

За да не направите грешка при преобразуването на микрофаради в пикофаради и нанофаради в микрофаради, трябва да знаете съкратеното обозначение на числовите стойности. За това ще ви помогне и таблица. Той показва префиксите, използвани за кратък запис и множителите, с които можете да преизчислите. Прочетете повече за това.

Капацитетът на два последователно свързани кондензатора може да се изчисли по различна формула. Ще бъде малко по-сложно:

внимание!Тази формула е валидна само за два кондензатора! Ако има повече, тогава ще е необходима различна формула. Това е по-объркващо и всъщност не винаги е полезно.

Или същото, но по-ясно:

Ако направите някои изчисления, ще видите това серийна връзкаполученият капацитет винаги ще бъде по-малък от най-малкия, включен в дадената верига. Какво означава? И това означава, че ако свържете последователно кондензатори с капацитет от 5, 100 и 35 пикофарада, тогава общият капацитет ще бъде по-малък от 5.

В случай, че се използват кондензатори с еднакъв капацитет за последователно свързване, тази тромава формула магически се опростява и приема формата:

Ето, вместо писмо М задайте броя на кондензаторите и C1е капацитетът му.

Също така си струва да запомните едно просто правило:

Когато два кондензатора с еднакъв капацитет са свързани последователно, полученият капацитет ще бъде половината от капацитета на всеки от тях.

По този начин, ако свържете два кондензатора последователно, всеки с капацитет от 10 нанофарада, резултатът ще бъде 5 нанофарада.

Няма да оставим думите да изчезнат, а проверете кондензатора чрез измерване на капацитета и на практика ще потвърдим правилността на показаните тук формули.

Вземете два филмови кондензатора. Едната за 15 нанофарада (0,015 микрофарада), а другата за 10 нанофарада (0,01 микрофарада) Нека ги свържем последователно. Сега вземете мултицет Виктор VC9805+ и измерете общия капацитет на двата кондензатора. Ето какво получаваме (вижте снимката).

Измерване на капацитет при серийна връзка

Капацитетът на композитния кондензатор беше 6 нанофарада (0,006 микрофарада).

И сега ще направим същото, но за паралелна връзка. Нека проверим резултата с помощта на същия тестер (вижте снимката).

Измерване на капацитет при паралелно свързване

Както можете да видите, при паралелно свързване капацитетът на двата кондензатора се е развил и е 25 нанофарада (0,025 микрофарада).

Какво още трябва да знаете, за да свържете правилно кондензаторите?

Първо, не забравяйте, че има още един важен параметър, като Номинално напрежение.

Когато кондензаторите са свързани последователно, напрежението между тях се разпределя обратно пропорционално на техния капацитет. Ето защо има смисъл при последователно свързване да се използват кондензатори с номинално напрежение, равно на това, което има кондензаторът, вместо който да поставим композитен.

Ако се използват кондензатори с еднакъв капацитет, тогава напрежението между тях ще бъде разделено по равно.

За електролитни кондензатори.

Последователно свързване на електролити

Диаграма на серийно свързване

Също така не забравяйте за номиналното напрежение. Когато са свързани паралелно, всеки от включените кондензатори трябва да има същото номинално напрежение, както ако поставим един кондензатор във веригата. Тоест, ако трябва да инсталирате кондензатор с номинално напрежение от 35 волта и капацитет от например 200 микрофарада, тогава вместо него можете да свържете два кондензатора от 100 микрофарада и 35 волта паралелно. Ако поне един от тях има по-ниско номинално напрежение (например 25 волта), тогава той скоро ще се провали.

За композитен кондензатор е желателно да се изберат кондензатори от същия тип (филм, керамика, слюда, метална хартия). Най-добре би било те да бъдат взети от една и съща партида, тъй като в този случай разминаването на параметрите ще бъде малко.

Разбира се, възможно е и смесено (комбинирано) свързване, но на практика не се използва (не съм виждал). Изчисляването на капацитета със смесена връзка обикновено отива при тези, които решават задачи по физика или издържат изпити :)

Тези, които сериозно се интересуват от електроника, определено трябва да знаят как правилно да свързват резистори и да изчисляват общото им съпротивление!

В тази статия ще се опитаме да обхванем темата за свързване на кондензатори. различни начини. От статията за резисторните връзки знаем, че има серия, паралел и смесена връзка, същото правило важи и за тази статия. Кондензаторът (от латинските думи “condensare” - “уплътнявам”, “уплътнявам”) е много разпространено електрическо устройство.

Това са два проводника (плочи), между които има изолационен материал. Ако към него се приложи напрежение (U), тогава върху неговите проводници ще се натрупа електрически заряд (Q). Основната му характеристика е капацитет (C). Свойствата на кондензатора се описват с уравнението Q = UC, зарядът на плочите и напрежението са право пропорционални един на друг.

Символ на кондензатор на диаграмата

Нека към кондензатора се приложи променливо напрежение. Зарежда се с повишаване на напрежението, електрическият заряд на плочите се увеличава. Ако напрежението намалее, тогава зарядът на неговите пластини също намалява и той се разрежда.

От това следва, че по проводниците, свързващи кондензатора с останалата част от веригата, протича електрически ток, когато напрежението в кондензатора се промени. Няма значение какво се случва в диелектрика между проводниците. Силата на тока е равна на общия заряд, протичащ за единица време през проводника, свързан към кондензатора. Зависи от неговия капацитет и скоростта на промяна на захранващото напрежение.

Капацитетът зависи от характеристиките на изолацията, както и от размера и формата на проводника. Единицата за измерване на капацитета на кондера е фарад (F), 1 F = 1 C / V. На практика обаче капацитетът често се измерва в микро (10-6) или пико (10-12) фарада.

Кондензаторите се използват главно за изграждане на честотно зависими вериги, за получаване на мощен къс електрически импулс, където е необходимо да се съхранява енергия. Чрез промяна на свойствата на пространството между плочите те могат да се използват за измерване на нивото на течността.

Паралелна връзка

Паралелно свързване е свързване, при което изводите на всички кондензатори имат две общи точки - нека ги наречем вход и изход на веригата. Така че всички входове се комбинират в една точка, а всички изходи в друга, напреженията на всички кондензатори са равни:

Паралелното свързване включва разпределението на заряда, получен от източника върху плочите на няколко кондензатора, което може да бъде написано, както следва:

Тъй като напрежението на всички кондензатори е еднакво, зарядите на техните пластини зависят само от капацитета:

Общият капацитет на паралелна група кондензатори:

Общият капацитет на такава група кондензатори е равен на сумата от капацитетите, включени във веригата.

Кондензаторните банки се използват широко за увеличаване на мощността и стабилността на захранващите системи в електропроводите. В същото време цената на по-мощните линейни елементи може да бъде намалена. Увеличава се стабилността на работата на електропроводите, устойчивостта на електропроводите към повреди и претоварвания.

серийна връзка

Серийното свързване на кондензатори е тяхното свързване директно един след друг без разклоняване на проводника. От източника на напрежение зарядите влизат в плочите на първия и последния във веригата на кондензатора.

Поради електростатична индукция върху вътрешните плочи на съседни кондензатори, зарядът се изравнява върху електрически свързаните плочи на съседни кондензатори, следователно върху тях се появяват електрически заряди с еднаква величина и противоположен знак.

При такава връзка електрическите заряди на плочите на отделните тръбопроводи са равни по големина:

Общо напрежение за цялата верига:

Очевидно напрежението между проводниците за всеки кондензатор зависи от натрупания заряд и капацитет, т.е.:

Следователно, еквивалентният капацитет на последователна верига е:

От това следва, че реципрочната стойност на общия капацитет е равна на сумата от реципрочните стойности на капацитетите на отделните кондензатори:

смесена връзка

Смесена връзка на кондензатори е връзка, при която има едновременно последователна и паралелна връзка. За да разберем по-подробно, нека разгледаме тази връзка с пример:

Фигурата показва, че два кондензатора са свързани последователно отгоре и отдолу и два паралелно. Можете да изведете формула от горните съединения:

Основата на всяка радиотехника е кондензатор, той се използва в голямо разнообразие от вериги - това са захранвания и приложения за аналогови сигналисъхранение на данни и в телекомуникациите за регулиране на честотата.

Електрическите кондензатори се използват широко в електронното оборудване. Те са водещи по отношение на броя на приложенията в блоковете на оборудването и по някои критерии са на второ място след резисторите. Кондензаторите присъстват във всяко електронно устройство и нуждата от тях в съвременната електроника непрекъснато нараства. Наред със съществуващата широка гама, продължава разработването на нови типове, които са с подобрени електрически и експлоатационни характеристики.

Един елемент се нарича кондензатор. електрическа верига, който се състои от проводими електроди, изолирани един от друг с диелектрик.

Кондензаторите се отличават с капацитет, а именно съотношението на заряда към потенциалната разлика, която се предава от този заряд.

AT международна система SI Капацитетът на кондензатора се приема като единица капацитет.с увеличаване на потенциала с един волт, когато се придаде заряд на една висулка. Тази единица се нарича фарад. Той е твърде голям за практическа употреба. Поради това е обичайно да се използват по-малки единици като пикофарад (pF), нанофарад (nF) и микрофарад (µF).

Групи по вид диелектрик

Диелектриците се използват за изолиране на плочи една от друга. Изработени са от органични и неорганични материали. Често като диелектрик се използват оксидни филми от метали.

Според вида на диелектрика елементите се разделят на групи:

• органични;
• неорганични;
• газообразен;
• оксид.

Елементите с органичен диелектрик се правят чрез навиване на тънки ленти от специална хартия или филм. Също използвайте комбиниран диелектрикс фолио или метализирани електроди. Такива елементи могат да бъдат както с високо напрежение (над 1600 V), така и с ниско напрежение (до 1600 V).

В продуктите с неорганичен диелектрик се използват керамика, слюда, стъкло и стъклокерамика, стъклен емайл. Техните плочи се състоят от тънък слой метал, който се нанася върху диелектрика чрез метализация. Има високо напрежение, ниско напрежение и потискане на шума.

Като газообразен диелектрик се използва сгъстен газ (фреон, азот, серен хексафлуорид), въздух или вакуум. По естеството на промяната в капацитета и изпълняваната функция такива елементи са постоянни и променливи.

Най-широко използваните елементи с вакуумен диелектрик. Те имат голям специфичен капацитет (в сравнение с газообразен диелектрик) и по-висока диелектрична якост. Елементи с вакуумен диелектрик имат стабилност на параметритес температурни промени в околната среда.

Обхват - предавателни устройства, работещи на къси, средни и дълги вълни с честота до 30-80 MHz.

Елементите с оксиден диелектрик са:

• с общо предназначение;
• ракети-носители;
• импулс;
• неполярен;
• висока честота;
• потискане на смущенията.

Диелектрикът е оксиден слой, който се нанася върху анода чрез електрохимични средства.

Конвенции

Елементите се означават със съкратена и пълна система.

С намалена система са написани букви и цифри, където буквата показва подкласа, числото показва групата, в зависимост от използвания диелектрик. Третият елемент указва регистрационния номер на вида продукт.

На пълен символпараметрите и характеристиките са посочени в следната последователност:

• символично обозначение на дизайна на продукта;
• номинално напрежение на продукта;
• номинален капацитет на продукта;
• допустимо отклонение на капацитета;
• температурна стабилност на капацитета на продукта;
• номинален реактивна мощностпродукти.

Избор на деноминация

Кондензаторите могат да бъдат свързани един към друг по различни начини.

На практика често възникват ситуации, когато при инсталиране на верига или подмяна на дефектен елемент е необходимо да се използва ограничен брой радиокомпоненти. Не винаги е възможно да се намерят елементите на желаната деноминация.

В този случай е необходимо да се използва последователно и паралелно свързване на кондензатори.

При паралелна веригавръзки, техните общата стойност ще бъде сумата от капацитетите отделни елементи. С тази схема на свързване всички облицовки на елементите са свързани в групи. Един от изходите на всеки елемент е свързан към една група, а другият изход към друга група.

При което напрежението на всички плочи ще бъде еднаквотъй като всички групи са свързани към едно и също захранване. Всъщност се получава един капацитет, общата стойност на всички капацитети в дадена верига.

Придобивам голям капацитет, използвайте паралелно свързване на кондензатора.

Например, трябва да свържете трифазен двигател към еднофазна мрежа 220 V. За режим на работа на двигателя е необходим капацитет от 135 микрофарада. Много е трудно да се намери, но може да се получи чрез използване на паралелно свързване на елементи на 5, 30 и 100 микрофарада. В резултат на добавянето получаваме необходимата единица от 135 микрофарада.

Серийно свързване на кондензатори

Използва се последователно свързване на кондензатори, ако е необходимо да се получи капацитет, по-малък от капацитета на елемента. Такива елементи издържат на по-високо напрежение. Когато кондензаторите са свързани последователно, реципрочната стойност на общия капацитет е равна на сумата от реципрочните стойности на отделните елементи. За да се получи необходимата стойност, са необходими определени кондензатори, чието последователно свързване ще даде необходимата стойност.

Въпросът как да свържете кондензатори може да възникне от всяко лице, което се интересува от електроника и запояване. Най-често необходимостта от това възниква в случаите, когато устройство с подходяща деноминация не е под ръка при сглобяване или ремонт на устройство.

Например, човек трябва да поправи устройство, като замени електролитен кондензатор с капацитет от 1000 микрофарада или повече в него, няма части, подходящи за номиналната стойност, но има няколко продукта с по-ниски параметри. В този случай има три възможности за излизане от тази ситуация:

1. Заменете кондензатора от 1000 микрофарада с устройство с по-ниска номинална стойност.
2. Отидете до най-близкия магазин или радиопазар, за да купите подходящ вариант.
3. Свържете няколко елемента заедно, за да получите необходимия капацитет.

По-добре е да откажете да инсталирате радио елемент с по-нисък рейтинг, тъй като подобни експерименти не винаги завършват успешно. Можете да отидете до пазара или до магазина, но това отнема много време. Следователно в тази ситуация често се свързват няколко кондензатора и се получава необходимия капацитет.

Паралелно свързване на кондензатори

Паралелната верига за свързване на кондензатори включва свързване на всички пластини на устройства в две групи. Първите изводи са свързани в една група, а вторите изводи са свързани в друга група. Фигурата по-долу показва пример.

Кондензаторите, свързани паралелно един на друг, са свързани към един и същ източник на напрежение, така че върху тях има две точки на напрежение или потенциална разлика. Трябва да се има предвид, че на всички клеми на кондензатори, свързани паралелно, напрежението ще има еднаква стойност.

Паралелната верига образува единичен капацитет от елементите, чиято стойност е равна на сумата от капацитетите на всички кондензатори, свързани към групата. В този случай по време на работа на устройството през кондензаторите ще тече ток с различна величина. Параметрите на тока, преминаващ през продуктите, зависят от индивидуалния капацитет на устройството. Колкото по-висок е капацитетът, толкова повече ток ще тече през него. Формулата, характеризираща паралелната връзка, е следната:

Паралелната верига се използва най-често в ежедневието, тя ви позволява да съберете необходимия капацитет от произволен брой отделни елементи от различни деноминации.

Серийно свързване на кондензатори

Схема серийна връзкае верига, в която първата плоча на кондензатора е свързана с втората плоча на предишното устройство, а втората плоча е свързана с първата плоча на следващото устройство. Първият извод на първия кондензатор и вторият извод на последната част във веригата са свързани към източника електрически ток, поради което между тях се извършва преразпределение на електрическите заряди. Всички междинни пластини имат еднакъв заряд, редуващи се по знак.

Фигурата по-долу показва пример за серийна връзка.

През свързаните в група кондензатори протича ток със същата сила. Общата мощност е ограничена от площта на плочите на устройството с най-малък рейтинг, тъй като след зареждане на устройството с най-малък капацитет, цялата верига ще спре да преминава ток.

Въпреки очевидните недостатъци, този метод осигурява увеличаване на изолацията между отделните пластини до сумата от разстоянията между клемите на всички последователно свързани кондензатори. Тоест, когато два елемента с работно напрежение 200 V са свързани последователно, изолацията между клемите им може да издържи напрежение до 1000 V. Капацитет по формулата:

Този метод ви позволява да получите еквивалента на по-малък кондензатор в група, способна да работи при високи напрежения. Всичко това може да се постигне чрез закупуване на един единствен елемент с подходящо наименование, следователно на практика серийни връзки практически никога не се срещат.

Тази формула е подходяща за изчисляване на общия капацитет на верига от два последователно свързани кондензатора. За да определите общия капацитет на верига с голям брой устройства, трябва да използвате формулата:

смесена схема

Пример за смесена схема на свързване е показан по-долу.

За да се определи общият капацитет на няколко устройства, цялата верига трябва да бъде разделена на налични групи серийни и паралелни връзки и да се изчислят параметрите на капацитета за всяка от тях.

На практика този метод се среща на различни платки, с които радиолюбителите трябва да работят.

ИЗСЛЕДВАНЕ НА СЕРИЯ, ПАРАЛЕЛНО И СМЕСЕНО ВРЪЗВАНЕ НА КОНДЕНЗАТОРИ

Обективен:Научете как да правите кондензаторни батерии и да определяте техния капацитет.

Теоретична част

Паралелно свързване на кондензатори

С паралелна веригавръзка, всички кондензаторни пластини са свързани в две групи, като един изход от всеки кондензатор е свързан към една група с други, а вторият към друга. илюстративен примерпаралелна връзка и схема

на снимката

Всички свързани паралелнокондензаторите са свързани към един и същ източник на напрежение, така че върху тях има две точки на потенциална разлика или напрежение. Всички клеми на кондензаторите ще имат точно същото напрежение.

Когато са свързани паралелно, всички кондензатори заедно образуват един капацитет, чиято стойност ще бъде равна на сумата от всички капацитети на кондензаторите, свързани във веригата. При паралелна връзкаПрез всеки от кондензаторите ще протича различен ток, който ще зависи от стойността на капацитета на всеки от тях. Колкото по-висок е капацитетът, толкова по-актуаленпротичат през него.

Паралелна връзкамного често в живота. С него можете да съберете всеки необходим капацитет от група кондензатори. Например, за да стартирате трифазен електродвигател в еднофазна мрежа от 220 волта, в резултат на изчисления сте получили, че е необходим работен капацитет от 125 микрофарада. Няма да намерите такъв капацитет на кондензатори в продажба. За да получите необходимия капацитет, ще трябва да закупите и свържете паралелно 3 кондензатора, единият за 100 микрофарада, вторият за 20 и третият за 5 микрофарада.

Свързване на кондензатори последователно

При последователно свързванекондензатори, всяка от плочите е свързана само в една точка с една плоча на другия кондензатор. Оказва се верига от кондензатори. Последните два изхода са свързани към източник на ток, в резултат на което електрическите заряди се преразпределят между тях. Зарядите на всички междинни плочи са еднакви по големина, с променлив знак.

Еднакво количество ток протича през всички последователно свързани кондензатори, защото няма друг път.
Общият капацитетще бъде ограничен от площта на плочите с най-малък размер, тъй като веднага щом кондензаторът с най-малък капацитет бъде напълно зареден, цялата верига ще спре да пропуска ток и зарядът на останалите ще бъде прекъснат. Изчислено ли е

кост по тази формула:

Но с последователнисвързването увеличава разстоянието (или изолацията) между плочите до стойност, равна на сумата от разстоянията между плочите на всички последователно свързани кондензатори. Например, ако вземете два кондензатора с работно напрежение 200 волта и ги свържете последователно, тогава изолацията между техните пластини може да издържи 1000 волта, когато е свързана към веригата.

От горното може да се заключи, които трябва да бъдат свързани последователно:

1. За получаванееквивалентен по-малък кондензатор.

2. Ако имате нужда от контейнерработещи при по-високи напрежения.

3. За създаванекапацитивен делител на напрежение, който ви позволява да получите по-ниско напрежение от по-високо.

На практика, за да получите първото и второто, е достатъчно просто да закупите един кондензатор с необходимия капацитет или работно напрежение. Следователно този метод на свързване в живота не се среща.