La figure montre une connexion mixte de condensateurs. Connecter des condensateurs en série

De nombreux passionnés d'électronique novices en train d'assembler un appareil fait maison se posent la question: "Comment connecter correctement les condensateurs?"

Il semblerait, pourquoi est-ce nécessaire, parce que si sur schéma il est indiqué qu'un condensateur de 47 microfarads doit être installé à cet endroit du circuit, ce qui signifie que nous le prenons et le mettons. Mais, vous devez admettre que même dans l'atelier d'un ingénieur en électronique passionné, il n'y a peut-être pas de condensateur avec la puissance requise !

Une situation similaire peut survenir lors de la réparation de n'importe quel appareil. Par exemple, un condensateur électrolytique d'une capacité de 1000 microfarads est nécessaire, et seuls deux ou trois à 470 microfarads sont à portée de main. Réglez 470 microfarads, au lieu des 1000 prescrits ? Non, ce n'est pas toujours autorisé. Alors comment être ? Aller au marché de la radio sur plusieurs dizaines de kilomètres et acheter la pièce manquante ?

Comment sortir de cette situation ? Vous pouvez connecter plusieurs condensateurs et ainsi obtenir la capacité dont nous avons besoin. En électronique, il existe deux manières de connecter des condensateurs : parallèle et cohérent.

En réalité, ça ressemble à ça :

Connexion parallèle

Schéma de principe de la connexion parallèle

connexion série

Schéma de principe de la connexion série

Il est également possible de combiner une connexion en parallèle et en série. Mais en pratique, il est peu probable que cela vous soit utile.

Comment calculer la capacité totale des condensateurs connectés ?

Quelques formules simples nous y aideront. N'hésitez pas, si vous aimez l'électronique, ces formules simples vous dépanneront tôt ou tard.

Capacité totale des condensateurs connectés en parallèle :

C 1 - la capacité du premier;

C 2 - la capacité du second;

C 3 - la capacité du troisième;

CN - capacité N-ème condensateur ;

C total - la capacité totale du condensateur composite.

Comme vous pouvez le voir, avec une connexion parallèle de la capacité, il vous suffit d'additionner !

Attention! Tous les calculs doivent être effectués dans les mêmes unités. Si nous effectuons des calculs en microfarads, vous devez spécifier la capacité C1, C2 en microfarads. Le résultat est également obtenu en microfarads. Cette règle doit être respectée, sinon les erreurs ne peuvent être évitées !

Afin de ne pas vous tromper lors de la conversion des microfarads en picofarads et des nanofarads en microfarads, vous devez connaître la notation abrégée des valeurs numériques. Un tableau vous y aidera également. Il indique les préfixes utilisés pour l'enregistrement court et les multiplicateurs avec lesquels vous pouvez recalculer. En savoir plus à ce sujet.

La capacité de deux condensateurs connectés en série peut être calculée à l'aide d'une formule différente. Ce sera un peu plus compliqué :

Attention! Cette formule n'est valable que pour deux condensateurs ! S'il y en a plus, une formule différente sera nécessaire. C'est plus déroutant, et en fait ce n'est pas toujours utile.

Ou le même, mais plus clair :

Si vous faites quelques calculs, vous verrez que connexion série la capacité résultante sera toujours inférieure à la plus petite incluse dans la chaîne donnée. Qu'est-ce que ça veut dire? Et cela signifie que si vous connectez des condensateurs d'une capacité de 5, 100 et 35 picofarads en série, la capacité totale sera inférieure à 5.

Dans le cas où des condensateurs de même capacité sont utilisés pour la connexion en série, cette formule encombrante se simplifie comme par magie et prend la forme :

Ici, au lieu d'une lettre M définir le nombre de condensateurs, et C1 est sa capacité.

Il convient également de rappeler une règle simple:

Lorsque deux condensateurs de même capacité sont connectés en série, la capacité résultante sera la moitié de la capacité de chacun d'eux.

Ainsi, si vous connectez deux condensateurs en série, chacun avec une capacité de 10 nanofarads, le résultat sera de 5 nanofarads.

Nous ne laisserons pas les mots tomber à l'eau, mais vérifiez le condensateur en mesurant la capacité, et dans la pratique, nous confirmerons l'exactitude des formules présentées ici.

Prenez deux condensateurs à film. L'un pour 15 nanofarads (0,015 microfarads) et l'autre pour 10 nanofarads (0,01 microfarads). Connectons-les en série. Maintenant prends un multimètre Victor VC9805+ et mesurer la capacité totale des deux condensateurs. Voici ce que nous obtenons (voir photo).

Mesure de capacité en connexion série

La capacité du condensateur composite était de 6 nanofarads (0,006 microfarads).

Et maintenant, nous allons faire la même chose, mais pour une connexion parallèle. Vérifions le résultat à l'aide du même testeur (voir photo).

Mesure de capacité en connexion parallèle

Comme vous pouvez le voir, avec une connexion parallèle, la capacité des deux condensateurs s'est développée et est de 25 nanofarads (0,025 microfarads).

Que devez-vous savoir d'autre pour connecter correctement les condensateurs ?

Tout d'abord, n'oubliez pas qu'il existe un autre paramètre important, comme Tension nominale.

Lorsque des condensateurs sont connectés en série, la tension entre eux est répartie en proportion inverse de leurs capacités. Par conséquent, il est logique, lorsqu'ils sont connectés en série, d'utiliser des condensateurs avec une tension nominale égale à celle du condensateur, au lieu de quoi nous en mettons un composite.

Si des condensateurs de même capacité sont utilisés, la tension entre eux sera divisée également.

Pour condensateurs électrolytiques.

Connexion en série des électrolytes

Schéma de connexion série

N'oubliez pas non plus la tension nominale. Lorsqu'ils sont connectés en parallèle, chacun des condensateurs impliqués doit avoir la même tension nominale, comme si nous mettions un condensateur dans le circuit. Autrement dit, si vous devez installer un condensateur avec une tension nominale de 35 volts et une capacité de, par exemple, 200 microfarads, vous pouvez à la place connecter deux condensateurs de 100 microfarads et 35 volts en parallèle. Si au moins l'un d'entre eux a une tension nominale inférieure (par exemple, 25 volts), il tombera bientôt en panne.

Il est souhaitable que des condensateurs du même type (film, céramique, mica, métal-papier) soient sélectionnés pour un condensateur composite. Il serait préférable qu'ils proviennent du même lot, car dans ce cas, la dispersion des paramètres sera faible.

Bien sûr, une connexion mixte (combinée) est également possible, mais en pratique elle n'est pas utilisée (je n'ai pas vu). Le calcul de la capacité avec une connexion mixte va généralement à ceux qui résolvent des problèmes de physique ou réussissent des examens :)

Ceux qui s'intéressent sérieusement à l'électronique doivent absolument savoir comment connecter correctement les résistances et calculer leur résistance totale !

Dans cet article, nous allons essayer de couvrir le sujet de la connexion des condensateurs. différentes façons. De l'article sur les connexions de résistance, nous savons qu'il existe une série, parallèle et connexion mixte, la même règle s'applique à cet article. Un condenseur (des mots latins "condensare" - "condenser", "épaissir") est un appareil électrique très répandu.

Ce sont deux conducteurs (plaques), entre lesquels se trouve un matériau isolant. Si une tension (U) lui est appliquée, alors une charge électrique (Q) s'accumulera sur ses conducteurs. Sa principale caractéristique est la capacité (C). Les propriétés d'un condensateur sont décrites par l'équation Q = UC, la charge sur les plaques et la tension sont directement proportionnelles l'une à l'autre.

Symbole du condensateur sur le schéma

Laissez une tension alternative être appliquée au condensateur. Il se charge à mesure que la tension augmente, la charge électrique sur les plaques augmente. Si la tension diminue, la charge sur ses plaques diminue également et elle se décharge.

Il s'ensuit que des fils reliant le condensateur au reste du circuit, le courant électrique circule lorsque la tension aux bornes du condensateur change. Peu importe ce qui se passe dans le diélectrique entre les conducteurs. L'intensité du courant est égale à la charge totale circulant par unité de temps à travers le fil connecté au condensateur. Cela dépend de sa capacité et du taux de variation de la tension d'alimentation.

La capacité dépend des caractéristiques de l'isolation, ainsi que de la taille et de la forme du conducteur. L'unité de mesure de la capacité d'un conder est un farad (F), 1 F = 1 C / V. Cependant, dans la pratique, la capacité est souvent mesurée en micro (10-6) ou pico (10-12) farads.

Les condensateurs sont principalement utilisés pour construire des circuits dépendant de la fréquence, pour obtenir une puissante impulsion électrique courte, là où il est nécessaire de stocker de l'énergie. En modifiant les propriétés de l'espace entre les plaques, elles peuvent être utilisées pour mesurer le niveau de liquide.

Connexion parallèle

Une connexion parallèle est une connexion dans laquelle les bornes de tous les condensateurs ont deux points communs - appelons-les l'entrée et la sortie du circuit. Ainsi, toutes les entrées sont combinées en un point et toutes les sorties en un autre, les tensions sur tous les condensateurs sont égales :

La connexion en parallèle implique la répartition de la charge reçue de la source sur les plaques de plusieurs condensateurs, qui peut s'écrire comme suit :

Puisque la tension sur tous les condensateurs est la même, les charges sur leurs plaques ne dépendent que de la capacité :

La capacité totale d'un groupe parallèle de condensateurs :

La capacité totale d'un tel groupe de condensateurs est égale à la somme des capacités incluses dans le circuit.

Les batteries de condensateurs sont largement utilisées pour augmenter la puissance et la stabilité des systèmes électriques dans les lignes électriques. Dans le même temps, le coût des éléments de ligne plus puissants peut être réduit. La stabilité du fonctionnement des lignes électriques, la résistance des lignes électriques aux pannes et aux surcharges est augmentée.

connexion série

La connexion en série des condensateurs est leur connexion directement l'un après l'autre sans dérivation du conducteur. À partir de la source de tension, les charges pénètrent dans les plaques de la première et de la dernière du circuit du condensateur.

En raison de l'induction électrostatique sur les plaques internes des condensateurs adjacents, la charge est égalisée sur les plaques connectées électriquement des condensateurs adjacents. Par conséquent, des charges électriques d'amplitude égale et de signe opposé apparaissent sur celles-ci.

Avec une telle connexion, les charges électriques sur les plaques des conduits individuels sont d'amplitude égale :

Tension totale pour l'ensemble du circuit :

Évidemment, la tension entre les conducteurs pour chaque condensateur dépend de la charge et de la capacité accumulées, c'est-à-dire :

Par conséquent, la capacité équivalente d'un circuit en série est :

Il s'ensuit que l'inverse de la capacité totale est égal à la somme des inverses des capacités des condensateurs individuels :

connexion mixte

Une connexion mixte de condensateurs est une connexion dans laquelle il existe une connexion en série et en parallèle en même temps. Pour comprendre plus en détail, regardons cette connexion avec un exemple :

La figure montre que deux condensateurs sont connectés en série en haut et en bas et deux en parallèle. Vous pouvez dériver une formule à partir des composés ci-dessus :

La base de toute ingénierie radio est un condensateur, il est utilisé dans une grande variété de circuits - ce sont des alimentations et des applications pour signaux analogiques stockage de données et dans les télécommunications pour la régulation des fréquences.

Les condensateurs électriques sont largement utilisés dans les équipements électroniques. Ils sont en tête en termes de nombre d'applications dans les blocs d'équipement et, selon certains critères, ne sont en second lieu que les résistances. Les condensateurs sont présents dans tout appareil électronique et leur besoin dans l'électronique moderne ne cesse de croître. Parallèlement à la large gamme existante, le développement de nouveaux types se poursuit, qui ont amélioré les caractéristiques électriques et opérationnelles.

Un élément s'appelle un condensateur. circuit électrique, constitué d'électrodes conductrices isolées les unes des autres par un diélectrique.

Les condensateurs se distinguent par leur capacité, c'est-à-dire par le rapport de la charge à la différence de potentiel transmise par cette charge.

À système international SI La capacité d'un condensateur est considérée comme une unité de capacité. avec une augmentation de potentiel d'un volt lorsqu'une charge d'un pendentif est transmise. Cette unité s'appelle le farad. Il est trop grand pour une utilisation pratique. Par conséquent, il est courant d'utiliser des unités plus petites telles que le picofarad (pF), le nanofarad (nF) et le microfarad (µF).

Groupes par type de diélectrique

Les diélectriques sont utilisés pour isoler les plaques les unes des autres. Ils sont fabriqués à partir de matériaux organiques et inorganiques. Souvent, des films d'oxyde de métaux sont utilisés comme diélectrique.

Selon le type de diélectrique, les éléments sont divisés en groupes :

• BIO;
• inorganique;
• gazeux;
• oxyde.

Les éléments à diélectrique organique sont fabriqués en enroulant de fines bandes de papier ou de film spécial. Aussi utiliser un diélectrique combiné avec une feuille ou des électrodes métallisées. Ces éléments peuvent être à la fois haute tension (plus de 1600 V) et basse tension (jusqu'à 1600 V).

Dans les produits à diélectrique inorganique, la céramique, le mica, le verre et la vitrocéramique, l'émail de verre est utilisé. Leurs plaques sont constituées d'une fine couche de métal, qui est appliquée sur le diélectrique par métallisation. Il existe une haute tension, une basse tension et une suppression du bruit.

Comme diélectrique gazeux, on utilise du gaz comprimé (fréon, azote, hexafluorure de soufre), de l'air ou du vide. De par la nature du changement de capacité et la fonction exercée, ces éléments sont constants et variables.

Les éléments les plus largement utilisés avec un diélectrique sous vide. Ils ont de grandes capacités spécifiques (par rapport à un diélectrique gazeux) et une rigidité diélectrique plus élevée. Eléments avec un diélectrique sous vide avoir la stabilité des paramètres avec les changements de température dans l'environnement.

Portée - dispositifs de transmission fonctionnant sur des ondes courtes, moyennes et longues avec une fréquence allant jusqu'à 30-80 MHz.

Les éléments avec un diélectrique d'oxyde sont:

• usage général;
• lanceurs;
• impulsion;
• non polaire;
• haute fréquence;
• suppression des interférences.

Le diélectrique est une couche d'oxyde, qui est appliquée sur l'anode par des moyens électrochimiques.

Conventions

Les éléments sont désignés par système abrégé et complet.

Avec un système réduit les lettres et les chiffres sont écrits, où la lettre indique la sous-classe, le chiffre indique le groupe, selon le diélectrique utilisé. Le troisième élément indique le numéro d'enregistrement du type de produit.

À plein symbole les paramètres et les caractéristiques sont indiqués dans l'ordre suivant :

• désignation symbolique du design du produit;
• tension nominale du produit ;
• capacité nominale du produit ;
• écart de capacité admissible ;
• stabilité à la température de la capacité du produit ;
• nominal puissance réactive des produits.

Sélection de la dénomination

Les condensateurs peuvent être connectés les uns aux autres de différentes manières.

En pratique, il arrive souvent que, lors de l'installation d'un circuit ou du remplacement d'un élément défaillant, il soit nécessaire d'utiliser un nombre limité de composants radio. Il n'est pas toujours possible de trouver les éléments de la dénomination recherchée.

Dans ce cas, il est nécessaire d'utiliser une connexion en série et en parallèle des condensateurs.

À circuit parallèle connexions, leur la valeur totale sera la somme des capacités éléments individuels. Avec ce schéma de connexion, toutes les doublures des éléments sont connectées en groupes. Une des sorties de chaque élément est connectée à un groupe, et l'autre sortie à un autre groupe.

Où la tension sur toutes les plaques sera la même car tous les groupes sont connectés à la même alimentation. En fait, une capacité est obtenue, la valeur totale de toutes les capacités dans un circuit donné.

Obtenir grande capacité, utilisez une connexion parallèle du condensateur.

Par exemple, vous devez connecter un moteur triphasé à réseau monophasé 220 V. Pour le mode de fonctionnement du moteur, une capacité de 135 microfarads est requise. Il est très difficile à trouver, mais peut être obtenu en utilisant une mise en parallèle d'éléments à 5, 30 et 100 microfarads. À la suite de l'addition, nous obtenons l'unité requise de 135 microfarads.

Connexion en série des condensateurs

Une connexion en série de condensateurs est utilisée s'il est nécessaire d'obtenir une capacité inférieure à la capacité de l'élément. De tels éléments supportent des tensions plus élevées. Lorsque les condensateurs sont connectés en série, l'inverse de la capacité totale est égal à la somme des inverses des éléments individuels. Pour obtenir la valeur requise, certains condensateurs sont nécessaires, dont la connexion en série donnera la valeur requise.

La question de savoir comment connecter les condensateurs peut se poser à toute personne intéressée par l'électronique et la soudure. Le plus souvent, cela est nécessaire dans les cas où un appareil d'une dénomination appropriée n'est pas à portée de main lors de l'assemblage ou de la réparation d'un appareil.

Par exemple, une personne doit réparer un appareil en remplaçant un condensateur électrolytique d'une capacité de 1000 microfarads ou plus, il n'y a pas de pièces adaptées à la valeur nominale, mais il existe plusieurs produits avec des paramètres inférieurs. Dans ce cas, trois options s'offrent à vous pour sortir de cette situation :

1. Remplacez le condensateur de 1 000 microfarads par un appareil de calibre inférieur.
2. Rendez-vous au magasin ou au marché radio le plus proche pour acheter une option appropriée.
3. Connectez plusieurs éléments entre eux pour obtenir la capacité requise.

Il vaut mieux refuser d'installer un élément radio d'un calibre inférieur, car de telles expériences ne se terminent pas toujours avec succès. Vous pouvez aller au marché ou au magasin, mais cela prend beaucoup de temps. Par conséquent, dans cette situation, plusieurs condensateurs sont souvent connectés et la capacité nécessaire est obtenue.

Connexion parallèle des condensateurs

Le circuit parallèle de connexion des condensateurs consiste à connecter toutes les plaques des appareils en deux groupes. Les premières conclusions sont connectées dans un groupe et les secondes conclusions sont connectées dans un autre groupe. La figure ci-dessous montre un exemple.

Les condensateurs connectés en parallèle les uns aux autres sont connectés à la même source de tension, il y a donc deux points de tension ou de différence de potentiel sur eux. Il convient de garder à l'esprit que sur toutes les bornes des condensateurs connectés en parallèle, la tension aura la même valeur.

Le circuit parallèle forme une capacité unique à partir des éléments, dont la valeur est égale à la somme des capacités de tous les condensateurs connectés au groupe. Dans ce cas, un courant d'amplitudes différentes traversera les condensateurs pendant le fonctionnement de l'appareil. Les paramètres du courant traversant les produits dépendent de la capacité individuelle de l'appareil. Plus la capacité est élevée, plus le courant la traversera. La formule caractérisant la connexion parallèle est la suivante :

Le circuit parallèle est le plus souvent utilisé dans la vie quotidienne, il vous permet d'assembler la capacité nécessaire à partir d'un nombre quelconque d'éléments individuels de différentes dénominations.

Connexion en série des condensateurs

Schème connexion série est une chaîne dans laquelle la première plaque de condensateur est connectée à la deuxième plaque du dispositif précédent, et la deuxième plaque est connectée à la première plaque du dispositif suivant. La première borne du premier condensateur et la deuxième borne de la dernière partie du circuit sont connectées à la source courant électrique, grâce à quoi la redistribution des charges électriques s'effectue entre eux. Toutes les plaques intermédiaires ont la même charge, en alternance de signe.

La figure ci-dessous montre un exemple de connexion série.

Un courant de même amplitude circule dans les condensateurs connectés en groupe. La puissance totale est limitée par la surface des plaques de l'appareil avec la plus petite capacité, car après avoir chargé l'appareil avec la plus petite capacité, l'ensemble du circuit cessera de faire passer le courant.

Malgré les inconvénients évidents, cette méthode permet d'augmenter l'isolation entre les plaques individuelles jusqu'à la somme des distances entre les bornes de tous les condensateurs connectés en série. C'est-à-dire que lorsque deux éléments avec une tension de fonctionnement de 200 V sont connectés en série, l'isolation entre leurs bornes peut supporter des tensions jusqu'à 1000 V. Capacité selon la formule :

Cette méthode vous permet d'obtenir l'équivalent d'un condensateur plus petit dans un groupe capable de fonctionner à des tensions élevées. Tout cela peut être réalisé en achetant un seul élément d'une dénomination appropriée, par conséquent, dans la pratique, les connexions en série ne sont pratiquement jamais trouvées.

Cette formule est pertinente pour calculer la capacité totale d'un circuit de deux condensateurs connectés en série. Pour déterminer la capacité totale d'un circuit avec un grand nombre d'appareils, vous devez utiliser la formule :

régime mixte

Un exemple de schéma de connexion mixte est illustré ci-dessous.

Pour déterminer la capacité totale de plusieurs appareils, l'ensemble du circuit doit être divisé en groupes disponibles de connexions série et parallèles et calculer les paramètres de capacité pour chacun d'eux.

En pratique, cette méthode se retrouve sur diverses cartes avec lesquelles les radioamateurs doivent travailler.

ÉTUDE DU RACCORDEMENT SÉRIE, PARALLÈLE ET MIXTE DE CONDENSATEURS

Objectif: Apprenez à fabriquer des batteries de condensateurs et à déterminer leur capacité.

Partie théorique

Connexion de condensateurs en parallèle

Avec un circuit parallèle connexion, toutes les plaques de condensateur sont connectées en deux groupes, avec une sortie de chaque condensateur connectée à un groupe avec d'autres, et la seconde à un autre. Exemple illustratif connexion parallèle et schéma

sur l'image

Tout connecté en parallèle les condensateurs sont connectés à la même source de tension, il y a donc deux points de différence de potentiel ou de tension sur eux. Toutes les bornes des condensateurs auront exactement la même tension.

Lorsqu'ils sont connectés en parallèle, tous les condensateurs forment ensemble fondamentalement une capacité, dont la valeur sera égale à la somme de toutes les capacités des condensateurs connectés dans le circuit. À connexion parallèle Un courant différent traversera chacun des condensateurs, qui dépendra de la valeur de la capacité de chacun d'eux. Plus la capacité est élevée, plus plus actuel le traverser.

Connexion parallèle très courant dans la vie. Avec lui, vous pouvez collecter toute capacité nécessaire à partir d'un groupe de condensateurs. Par exemple, pour démarrer un moteur électrique triphasé dans un réseau monophasé de 220 Volts, à la suite de calculs, vous avez appris qu'une capacité de travail de 125 microfarads est nécessaire. Vous ne trouverez pas une telle capacité de condensateurs en vente. Afin d'obtenir la capacité requise, vous devrez acheter et connecter en parallèle 3 condensateurs, un pour 100 microfarads, le second pour 20 et le troisième pour 5 microfarads.

Connecter des condensateurs en série

Lorsqu'il est connecté en série condensateurs, chacune des armatures n'est reliée qu'en un point à une armature de l'autre condensateur. Il s'avère une chaîne de condensateurs. Les deux dernières sorties sont reliées à une source de courant, grâce à quoi les charges électriques sont redistribuées entre elles. Les charges sur toutes les plaques intermédiaires sont de même amplitude, en alternance de signe.

La même quantité de courant circule dans tous les condensateurs connectés en série, car il n'y a pas d'autre chemin.
La capacité totale sera limité par la surface des plaques de la plus petite taille, car dès que le condensateur de plus petite capacité sera complètement chargé, toute la chaîne cessera de faire passer du courant et la charge du reste sera interrompue. Est-ce calculé

os selon cette formule :

Mais à coups successifs connexion augmente la distance (ou isolation) entre les plaques à une valeur égale à la somme des distances entre les plaques de tous les condensateurs connectés en série. Par exemple, si vous prenez deux condensateurs avec une tension de fonctionnement de 200 volts et que vous les connectez en série, l'isolation entre leurs plaques peut supporter 1000 volts lorsqu'elle est connectée au circuit.

De ce qui précède, on peut conclure, qui doivent être connectés en série :

1. Pour obtenir condensateur plus petit équivalent.

2. Si vous avez besoin d'un conteneur fonctionnant à des tensions plus élevées.

3. Pour créer diviseur de tension capacitif, qui vous permet d'obtenir une tension plus basse à partir d'une tension plus élevée.

En pratique, pour obtenir le premier et le second, il suffit d'acheter un condensateur avec la capacité ou la tension de fonctionnement requise. Par conséquent, cette méthode de connexion dans la vie ne se produit pas.