Elektrik mühəndisliyində elektrik elementlərini birləşdirmək üçün müxtəlif variantlar var. Xüsusilə, dövrənin ehtiyaclarından asılı olaraq, kondansatörlərin ardıcıl, paralel və ya qarışıq birləşməsi var. Gəlin onlara baxaq.
Paralel əlaqə, elektrik kondansatörlərinin bütün plitələrinin keçid nöqtələrinə qoşulması və batareyaları meydana gətirməsi ilə xarakterizə olunur. Bu vəziyyətdə, kondansatörləri doldurarkən, onların hər biri eyni miqdarda enerji ilə təmin edilmiş fərqli sayda elektrik yüklərinə sahib olacaqdır.
Paralel montaj sxemiParalel quraşdırma üçün tutum dövrədəki bütün kondansatörlərin tutumlarına əsasən hesablanır. Bu halda, dövrənin bütün ayrı-ayrı iki qütblü elementlərinə verilən elektrik enerjisinin miqdarı hər bir kondansatörə yerləşdirilən enerjinin miqdarını toplamaqla hesablana bilər. Bu şəkildə birləşdirilən bütün dövrə bir iki terminallı şəbəkə kimi hesablanır.
Ctot = C 1 + C 2 + C 3
Diaqram - sürücülərdə gərginlik Ulduz birləşməsindən fərqli olaraq, bütün kondansatörlərin plitələrinə eyni gərginlik tətbiq olunur. Məsələn, yuxarıdakı diaqramda bunu görürük:
V AB = V C1 = V C2 = V C3 = 20 Volt
Burada keçid nöqtələrinə yalnız birinci və sonuncu kondansatörün kontaktları birləşdirilir.
Diaqram - ardıcıl qoşulma diaqramı Dövrənin əsas xüsusiyyəti elektrik enerjisinin yalnız bir istiqamətdə axmasıdır, yəni kondansatörlərin hər birində cərəyan eyni olacaqdır. Belə bir dövrədə, tutumundan asılı olmayaraq hər bir saxlama cihazı üçün keçən enerjinin bərabər yığılması təmin ediləcəkdir. Onların hər birinin növbəti və əvvəlkilərlə ardıcıl təmasda olduğunu başa düşməlisiniz, yəni ardıcıl tipin tutumu qonşu saxlama cihazının enerjisi ilə təkrarlana bilər.
Cərəyanın kondansatörlərin birləşməsindən asılılığını əks etdirən düstur aşağıdakı kimidir:
i = i c 1 = i c 2 = i c 3 = i c 4, yəni hər bir kondansatördən keçən cərəyanlar bir-birinə bərabərdir.
Nəticə etibarilə, təkcə cari güc deyil, həm də elektrik yükü eyni olacaqdır. Formula görə, bu aşağıdakı kimi müəyyən edilir:
Q cəmi = Q 1 = Q 2 = Q 3
Bir sıra əlaqədə kondansatörlərin ümumi tutumu belə müəyyən edilir:
1/C cəmi = 1/C 1 + 1/C 2 + 1/C 3
Video: kondansatörləri paralel və ardıcıl üsulla necə bağlamaq olar
Ancaq fərqli kondansatörləri birləşdirmək üçün şəbəkə gərginliyini nəzərə almaq lazım olduğunu nəzərə almağa dəyər. Hər bir yarımkeçirici üçün bu göstərici elementin tutumundan asılı olaraq fərqlənəcəkdir. Buradan belə nəticə çıxır ki, kiçik tutumlu yarımkeçirici biterminalların ayrı-ayrı qrupları doldurularkən daha da böyüyəcək və əksinə, böyük ölçülü elektrik tutumu daha az şarj tələb edəcəkdir.
Sxem: kondansatörlərin qarışıq birləşməsi İki və ya daha çox kondansatörün qarışıq bağlantısı da var. Burada elektrik enerjisi bir dövrədə elektrolitik hüceyrələrin paralel və ardıcıl birləşmələrindən istifadə edərək eyni vaxtda paylanır. Bu dövrədə iki terminallı kondensasiya şəbəkələrinin müxtəlif əlaqələri olan bir neçə bölmə var. Başqa sözlə, birində dövrə paralel olaraq, digərində - ardıcıl olaraq bağlanır. Bu elektrik dövrəsi ənənəvi olanlarla müqayisədə bir sıra üstünlüklərə malikdir:
Evdəki hər hansı bir elektronika uğursuz ola bilər. Bununla belə, dərhal xidmət mərkəzinə qaçmamalısınız - hətta təcrübəsiz bir radio həvəskarı ən sadə cihazları diaqnoz edə və təmir edə bilər. Məsələn, yanmış bir kondansatör çılpaq gözlə görünür. Bəs əlinizdə uyğun bir dəyərin bir hissəsi yoxdursa nə etməli? Əlbəttə ki, bir zəncirdə 2 və ya daha çox birləşdirin. Bu gün biz kondansatörlərin paralel və ardıcıl qoşulması kimi anlayışlar haqqında danışacağıq, bunu necə edəcəyimizi anlayacağıq, əlaqə üsulları və bunu etmək qaydalarını öyrənəcəyik.
Məqalədə oxuyun:
Çox vaxt təcrübəsiz ev sənətkarları cihazın nasazlığını aşkar edərək, səbəbini müstəqil olaraq tapmağa çalışırlar. Yanmış hissəni görərək oxşarını tapmağa çalışırlar və bu uğursuz olarsa, cihazı təmirə aparırlar. Əslində göstəricilərin üst-üstə düşməsi vacib deyil. Daha kiçik kondansatörləri bir dövrəyə birləşdirərək istifadə edə bilərsiniz. Əsas odur ki, bunu düzgün edək. Bu zaman birdən-birə 3 məqsədə nail olunur - dağılma aradan qaldırılır, təcrübə toplanır, ailə büdcəsinin vəsaitinə qənaət edilir.
Hansı əlaqə üsullarının mövcud olduğunu və kondansatörlərin seriya və paralel qoşulmasının hansı vəzifələr üçün nəzərdə tutulduğunu anlamağa çalışaq.
Hər birinin öz xüsusi məqsədi olan 3 əlaqə üsulu var:
İndi üsulların hər birinə daha ətraflı baxaq.
Bu, əslində olduqca sadədir. Paralel bir əlaqə ilə ümumi tutumun hesablanması sadəcə bütün kondansatörləri əlavə etməklə hesablana bilər. Son formula belə görünəcək: C cəmi = C₁ + C₂ + C₃ + … + C n . Bu halda, onların hər bir elementindəki gərginlik dəyişməz qalacaq: V cəmi = V₁ = V₂ = V₃ = … = V n .
Bu əlaqə ilə əlaqə belə görünəcək:
Belə çıxır ki, belə bir quraşdırma bütün kondansatör plitələrinin güc nöqtələrinə qoşulmasını nəzərdə tutur. Bu üsul ən çox yayılmışdır. Ancaq gərginliyin artırılmasının vacib olduğu bir vəziyyət yarana bilər. Bunu necə edəcəyimizi anlayaq.
Kondansatörlərin ardıcıl birləşdirilməsi üsulundan istifadə edərkən dövrədə gərginlik artır. Bütün elementlərin gərginliyindən ibarətdir və belə görünür: V cəmi = V₁ + V₂ + V₃ +…+ V n . Bu vəziyyətdə tutum tərs nisbətdə dəyişir: 1/С cəmi = 1/С₁ + 1/С₂ + 1/С₃ + … + 1/С n . Nümunə ilə ardıcıl qoşulduqda tutum və gərginlikdəki dəyişikliklərə baxaq.
Verilmişdir: 150 V gərginlikli və 300 μF tutumlu 3 kondansatör. Onları ardıcıl olaraq birləşdirərək əldə edirik:
Xarici olaraq, plitələrin (plitələr) belə bir əlaqəsi belə görünəcəkdir:
Bu əlaqə dövrəyə gərginlik tətbiq edildikdə kondansatör dielektrikinin qırılma riski olduqda həyata keçirilir. Ancaq quraşdırmanın başqa bir yolu var.
Bilmək yaxşıdır! Rezistorların və kondansatörlərin ardıcıl və paralel birləşmələri də istifadə olunur. Bu, kondansatora verilən gərginliyi azaltmaq və onun pozulmasının qarşısını almaq üçün edilir. Bununla belə, nəzərə almaq lazımdır ki, gərginlik cihazın özünü idarə etmək üçün kifayət olmalıdır.
Bu əlaqə (həmçinin seriya-paralel adlanır) həm gücü, həm də gərginliyi artırmaq lazım olduqda istifadə olunur. Burada ümumi parametrlərin hesablanması bir az daha mürəkkəbdir, lakin o qədər də çox deyil ki, təcrübəsiz bir radio həvəskarının bunu başa düşməsi mümkün deyil. Əvvəlcə belə bir sxemin necə göründüyünü görək.
Hesablama alqoritmini yaradaq.
Belə bir alqoritm belə görünür:
Kondansatörlərin qarışıq birləşməsi paralel və ardıcıl dövrələrin edə bilmədiyi problemləri həll edir. Elektrik mühərrikləri və ya digər avadanlıqları birləşdirərkən istifadə edilə bilər, onun quraşdırılması ayrı-ayrı bölmələrdə mümkündür. Ayrı-ayrı hissələrdə yerinə yetirmək imkanı sayəsində onun quraşdırılması daha sadədir.
Bilmək maraqlıdır! Bir çox radio həvəskarları bu üsulu əvvəlki ikisindən daha sadə və daha məqbul hesab edirlər. Əslində, hərəkətlərin alqoritmini tam başa düşsəniz və ondan düzgün istifadə etməyi öyrənsəniz, bu doğrudur.
Kondansatörləri, xüsusən elektrolitik olanları birləşdirərkən, ciddi polariteye diqqət yetirin. Paralel əlaqə mənfi/mənfi əlaqəni, serial əlaqə isə artı/mənfi əlaqəni nəzərdə tutur. Bütün elementlər eyni tipdə olmalıdır - film, keramika, mika və ya metal kağız.
Bilmək yaxşıdır! Kondansatörlərin nasazlığı tez-tez istehsalçının günahı səbəbindən baş verir, bu da hissələrə qənaət edir (adətən bunlar Çin istehsalı olan cihazlardır). Buna görə, dövrədə düzgün hesablanmış və yığılmış elementlər daha uzun müddət işləyəcəkdir. Əlbəttə ki, kondansatörlərin işləməsinin prinsipcə mümkün olmadığı dövrədə qısa qapanma olmadıqda.
Tələb olunan tutum bilinmirsə nə etməli? Hər kəs tələb olunan kondansatör tutumunu əl ilə müstəqil hesablamaq istəmir və bəzilərinin bunun üçün sadəcə vaxtı yoxdur. Bu cür hərəkətlərin həyata keçirilməsinin rahatlığı üçün saytın redaktorları əziz oxucumuzu seriyalı əlaqədə kondansatörlərin hesablanması və ya tutumun hesablanması üçün onlayn kalkulyatordan istifadə etməyə dəvət edir. Onunla işləmək son dərəcə sadədir. İstifadəçi yalnız sahələrə tələb olunan məlumatları daxil etməlidir və sonra “Hesabla” düyməsini sıxmalıdır. Kondansatörləri sıra ilə birləşdirmək üçün bütün alqoritmləri və düsturları ehtiva edən proqramlar, həmçinin tələb olunan gücün hesablanması tələb olunan nəticəni dərhal verəcəkdir.
1 mF = 0,001 F. 1 µF = 0,000001 = 10⁻⁶ F. 1 nF = 0,000000001 = 10⁻⁹ F. 1 pF = 0,000000000001 = 10⁻¹¹.
Kirchhoffun ikinci qaydasına görə, gərginliyin düşməsi V₁, V₂ və V₃ ardıcıl birləşdirilmiş üç kondansatördən ibarət bir qrupdakı hər bir kondansatör arasında ümumiyyətlə fərqlidir və ümumi potensial fərqi V onların cəminə bərabərdir:
Kapasitansın tərifinə görə və yükü nəzərə alaraq Q seriyalı birləşdirilmiş kondansatörlər qrupu bütün kondansatörlər üçün ümumidir, ekvivalent tutum C ardıcıl qoşulmuş hər üç kondansatorun eq ilə verilmişdir
Bir qrup üçün n sıra ilə qoşulmuş kondansatörlərin ekvivalent tutumu C eq fərdi kondansatörlərin tutumlarının əksi cəminin əksinə bərabərdir:
Bu formula üçündür C eq və bu kalkulyatorda hesablamalar üçün istifadə olunur. Məsələn, ardıcıl olaraq bağlanmış 10, 15 və 20 μF üç kondansatörün ümumi tutumu 4,62 μF-ə bərabər olacaq:
Yalnız iki kondansatör varsa, onların ümumi tutumu düsturla müəyyən edilir
Əgər varsa n bir tutumla sıra ilə bağlanmış kondansatörlər C, onların ekvivalent tutumu
Qeyd edək ki, ardıcıl olaraq bağlanmış bir neçə kondensatorun ümumi tutumunu hesablamaq üçün paralel qoşulmuş rezistorların ümumi müqavimətini hesablamaq üçün eyni düsturdan istifadə olunur.
Onu da qeyd edək ki, ardıcıl qoşulmuş istənilən sayda kondansatör qrupunun ümumi tutumu həmişə ən kiçik kondansatörün tutumundan az olacaq və kondansatörlərin qrupa əlavə edilməsi həmişə tutumun azalması ilə nəticələnir.
Seriyaya qoşulmuş kondansatörlər qrupunda hər bir kondansatördə gərginliyin azalması xüsusi qeyd edilməlidir. Bir qrupdakı bütün kondansatörlər eyni nominal tutuma malikdirsə, onlar üzərindəki gərginlik düşməsi çox güman ki, fərqli olacaq, çünki kondansatörlər əslində fərqli tutumlara və fərqli sızma cərəyanına malik olacaqlar. Ən kiçik tutumlu kondansatör ən böyük gərginliyə malik olacaq və beləliklə dövrədə ən zəif halqa olacaqdır.
Daha vahid bir gərginlik paylanması əldə etmək üçün kondansatörlərə paralel olaraq bərabərləşdirici rezistorlar daxil edilir. Bu rezistorlar gərginlik bölücü rolunu oynayır və fərdi kondansatörlər arasında gərginliyin yayılmasını azaldır. Ancaq bu rezistorlarla belə, seriyalı əlaqə üçün hələ də böyük işləmə gərginliyi marjası olan kondansatörləri seçməlisiniz.
Bir neçə kondansatör varsa paralel bağlanır, potensial fərq V kondansatörlər qrupunda qrupun birləşdirici telləri arasındakı potensial fərqə bərabərdir. Ümumi ödəniş Q kondansatörler arasında bölünür və onların tutumları fərqlidirsə, fərdi kondansatörlərin yükləri Q₁, Q₂ və Q₃ da fərqli olacaq. Ümumi ödəniş kimi müəyyən edilir
Kondansatörlər, rezistorlar kimi, ardıcıl və ya paralel bağlana bilər. Kondansatörlərin əlaqəsini nəzərdən keçirək: dövrələrin hər biri nə üçün istifadə olunur və onların son xüsusiyyətləri.
Bu sxem ən çox yayılmışdır. Bunun içərisində kondansatör plitələri bir-birinə bağlanaraq, bağlı tutumların cəminə bərabər ekvivalent bir tutum meydana gətirir.
Elektrolitik kondansatörləri paralel bağlayarkən, eyni polaritenin terminallarının bir-birinə bağlanması lazımdır.
Bu əlaqənin özəlliyi ondan ibarətdir bütün qoşulmuş kondansatörlərdə bərabər gərginlik. Paralel bağlı kondansatörlər qrupunun nominal gərginliyi, minimum olduğu qrup kondansatörünün işləmə gərginliyinə bərabərdir.
Qrupun kondansatörlərindən keçən cərəyanlar fərqlidir: daha böyük bir cərəyan daha böyük bir tutumlu bir kondansatördən keçəcəkdir.
Praktikada, sənaye tərəfindən istehsal olunan diapazondan kənara çıxdıqda və ya standart bir kondansatör seriyasına uyğun gəlmədikdə, lazımi ölçüdə bir tutum əldə etmək üçün paralel əlaqə istifadə olunur. Güc faktoruna nəzarət sistemlərində (cos ϕ) tutumun dəyişməsi kondansatörlərin avtomatik qoşulması və ya paralel olaraq ayrılması səbəbindən baş verir.
Ardıcıl əlaqədə, kondansatör plitələri bir zəncir meydana gətirərək bir-birinə bağlanır. Xarici plitələr mənbəyə bağlıdır və eyni cərəyan qrupun bütün kondansatörlərindən keçir.
Ardıcıl olaraq bağlanmış kondansatörlərin ekvivalent tutumu qrupdakı ən kiçik tutumla məhdudlaşır. Bu onunla izah olunur ki, o, tam doldurulan kimi cərəyan dayanacaq. Düsturdan istifadə edərək iki seriyaya bağlı kondansatörün ümumi tutumunu hesablaya bilərsiniz
Ancaq qeyri-standart tutum dərəcələrini əldə etmək üçün ardıcıl bir əlaqənin istifadəsi paralel olan qədər yaygın deyil.
Bir sıra əlaqədə, enerji təchizatı gərginliyi qrupun kondansatörləri arasında paylanır. Bu, əldə etməyə imkan verir daha yüksək gərginlik üçün nəzərdə tutulmuş kondansatörlər bankı onun komponentlərinin nominal gərginliyindən çoxdur. Belə ki, yüksək gərginliyə tab gətirə bilən bloklar ucuz və kiçik kondansatörlərdən hazırlanır.
Kondansatörlərin ardıcıl qoşulması üçün başqa bir tətbiq sahəsi onlar arasında gərginliklərin yenidən bölüşdürülməsi ilə bağlıdır. Kapasitanslar eyni olarsa, gərginlik yarıya bölünür, əgər deyilsə, daha böyük tutumlu bir kondansatördəki gərginlik daha böyükdür. Bu prinsiplə işləyən cihaz adlanır kapasitiv gərginlik bölücü.
Belə sxemlər mövcuddur, lakin tutum dəyərinin əldə edilməsində yüksək dəqiqlik tələb edən xüsusi təyinatlı cihazlarda, həmçinin onların dəqiq tənzimlənməsi üçün.
Şəkil 2 U=U 1 =U 2 =U 3
Ümumi ödəniş Q bütün kondansatörler
Paralel qoşulmuş kondansatörlərin ümumi tutumu C və ya batareyanın tutumu bu kondansatörlərin tutumlarının cəminə bərabərdir.
Bir kondansatörün digər əlaqəli kondansatörlər qrupuna paralel qoşulması bu kondansatörlərin bankının ümumi tutumunu artırır. Buna görə də, tutumu artırmaq üçün kondansatörlərin paralel qoşulması istifadə olunur.
4) Paralel qoşulduqda T hər biri C´ tutumlu eyni kondansatörlər, onda bu kondansatörlərin batareyasının ümumi (ekvivalent) tutumu ifadə ilə müəyyən edilə bilər.
şək.3
Gərginliklə birbaşa cərəyan mənbəyinə qoşulmuş seriyalı birləşdirilmiş kondansatörlərin plitələrində U, əks işarəli bərabər böyüklükdə yüklər görünəcək.
Kondansatörlərdəki gərginlik kondansatörlərin tutumlarına tərs mütənasib olaraq paylanır:
Seriyaya qoşulmuş kondansatörlərin ümumi tutumunun əksi bu kondansatörlərin tutumlarının əksiklərinin cəminə bərabərdir.
İki kondansatör ardıcıl qoşulduqda, onların ümumi tutumu aşağıdakı ifadə ilə müəyyən edilir:
Ardıcıl olaraq qoşulduqda P tutumlu eyni kondansatörlər İLƏ hər biri, sonra bu kondansatörlərin ümumi tutumu:
(14)-dən aydın olur ki, nə qədər çox kondansatör var P sıra ilə bağlansa, onların ümumi tutumu bir o qədər aşağı olar İLƏ, yəni kondansatörlərin sıra ilə birləşdirilməsi kondansatör bankının ümumi tutumunun azalmasına gətirib çıxarır.
Praktikada, icazə verilən iş gərginliyinin olduğu ortaya çıxa bilər U səh kondansatör kondansatörün qoşulmalı olduğu gərginlikdən azdır. Bu kondansatör belə bir gərginliyə qoşularsa, dielektrik pozulacağı üçün uğursuz olacaq. Bir neçə kondensatoru sıra ilə bağlasanız, gərginlik onların arasında paylanacaq və hər bir kondansatördəki gərginlik onun icazə verilən iş gərginliyindən az olacaq. U səh . Beləliklə, kondansatörlərin ardıcıl qoşulması hər bir kondansatördəki gərginliyin onun iş gərginliyindən artıq olmaması üçün istifadə olunurU səh .
Kondansatör bankının tutumunu və işləmə gərginliyini artırmaq lazım olduqda kondansatörlərin qarışıq birləşməsi (seriya-paralel) istifadə olunur.
Aşağıdakı nümunələrdən istifadə edərək kondansatörlərin qarışıq birləşməsinə baxaq.
Kondansatör enerjisi
Harada Q - gərginliyin tətbiq olunduğu kondansatörün və ya kondensatorların yükü U; İLƏ- gərginliyin tətbiq olunduğu kondansatörün və ya qoşulmuş kondansatörlər bankının elektrik tutumu U.
Beləliklə, kondansatörlər elektrik sahəsini və onun enerjisini toplamaq və saxlamaq üçün xidmət edir.
15. Müəyyənləşdirməkanlayışlarüç şüalı ulduz və müqavimət üçbucağı. Üç şüalı ulduz müqavimətini üçbucağa çevirmək üçün düsturları yazın müqavimət və əksinə. Dövrəni iki qovşağa çevirin (Şəkil 5)
Şəkil 5 - Elektrik diaqramı
6. DİQRAMLARIN MÜBADƏSİ
Hesablamanı asanlaşdırmaq üçün elektrik dövrəsinin ekvivalent sxemi, yəni müəyyən şərtlərdə dövrənin xüsusiyyətlərini göstərən bir dövrə tərtib edilir.
Ekvivalent dövrə, hesablama nəticəsinə təsirini laqeyd etmək mümkün olmayan bütün elementləri göstərir, həmçinin dövrədə mövcud olan elektrik əlaqələrini göstərir.
1. Elektrik dövrə elementlərinin dəyişdirilməsi diaqramları
Hesablama diaqramlarında enerji mənbəyi daxili müqavimət olmadan EMF ilə təmsil oluna bilər, əgər bu müqavimət alıcının müqaviməti ilə müqayisədə kiçikdirsə (Şəkil 3.13.6).
hər hansı bir cərəyanda mənbə terminallarında gərginlik bərabərdir
EMF: U= E= const.
Bəzi hallarda, dizayn diaqramında elektrik enerjisinin mənbəyi başqa (ekvivalent) dövrə ilə əvəz olunur (Şəkil 3.14, A), EMF əvəzinə harada E mənbə qısa qapanma cərəyanı I K ilə xarakterizə olunur və daxili müqavimət əvəzinə daxili keçiricilik hesablamaya daxil edilir. g=1/ r.
Belə bir əvəzetmənin mümkünlüyü bərabərliyi (3.1) r-ə bölmək yolu ilə sübut edilə bilər:
U/ r = E/ r- I,
Harada U/ r = Io- mənbə terminallarındakı gərginliyin daxili müqavimətə nisbətinə bərabər olan müəyyən bir cərəyan; E/ r = I K - mənbənin qısaqapanma cərəyanı;
Yeni qeydləri təqdim etməklə bərabərliyi əldə edirik I K = Io + I, Şəkildəki ekvivalent dövrə ilə təmin edilir. 3.14, A.
Bu halda, terminallarda hər hansı bir gərginlik üçün; mənbə, onun cərəyanı qısaqapanma cərəyanına bərabər qalır (Şəkil 3.14.6):
Xarici müqavimətdən asılı olmayan sabit cərəyanlı mənbə cərəyan mənbəyi adlanır.
Eyni elektrik enerjisi mənbəyi dizayn sxemində bir EMF mənbəyi və ya cərəyan mənbəyi ilə əvəz edilə bilər.
