U elektrotehnici postoje razne mogućnosti spajanja električnih elemenata. Konkretno, postoji serijski, paralelni ili mješoviti spoj kondenzatora, ovisno o potrebama sklopa. Pogledajmo ih.
Paralelni spoj karakterizira činjenica da su sve ploče električnih kondenzatora spojene na sklopne točke i tvore baterije. U tom slučaju, prilikom punjenja kondenzatora, svaki od njih će imati različit broj električnih naboja s istom količinom dovedene energije
Shema paralelne montažeKapacitet za paralelnu instalaciju izračunava se na temelju kapaciteta svih kondenzatora u krugu. U ovom slučaju, količina električne energije koja se isporučuje svim pojedinačnim dvopolnim elementima kruga može se izračunati zbrajanjem količine energije smještene u svakom kondenzatoru. Cijeli tako spojen strujni krug računa se kao jedna mreža s dva priključka.
Ctot = C 1 + C 2 + C 3
Dijagram - napon na pogonima Za razliku od spoja u zvijezdu, isti napon se dovodi na ploče svih kondenzatora. Na primjer, u gornjem dijagramu vidimo da:
V AB = V C1 = V C2 = V C3 = 20 volti
Ovdje su samo kontakti prvog i zadnjeg kondenzatora spojeni na uklopne točke.
Dijagram – dijagram serijskog povezivanja Glavna značajka kruga je da će električna energija teći samo u jednom smjeru, što znači da će struja u svakom od kondenzatora biti ista. U takvom krugu, za svaki uređaj za pohranu, bez obzira na njegov kapacitet, bit će osigurana jednaka akumulacija prolazne energije. Morate razumjeti da je svaki od njih u sekvencijalnom kontaktu sa sljedećim i prethodnim, što znači da se kapacitet sekvencijalnog tipa može reproducirati energijom susjednog uređaja za pohranu.
Formula koja odražava ovisnost struje o spoju kondenzatora je sljedeća:
i = i c 1 = i c 2 = i c 3 = i c 4, odnosno struje koje prolaze kroz svaki kondenzator su međusobno jednake.
Posljedično, ne samo da će jakost struje biti ista, već i električni naboj. Prema formuli, to je definirano kao:
Q ukupno = Q 1 = Q 2 = Q 3
A ovako se određuje ukupni ukupni kapacitet kondenzatora u serijskom spoju:
1/C ukupno = 1/C 1 + 1/C 2 + 1/C 3
Video: kako spojiti kondenzatore paralelno i serijski
Ali, vrijedi uzeti u obzir da je za spajanje različitih kondenzatora potrebno uzeti u obzir napon mreže. Za svaki poluvodič, ovaj pokazatelj će se razlikovati ovisno o kapacitetu elementa. Iz toga slijedi da će se pojedine skupine poluvodičkih biterminala malog kapaciteta povećavati prilikom punjenja, i obrnuto, veliki električni kapacitet će zahtijevati manje punjenja.
Shema: mješovita veza kondenzatora Postoji i mješoviti spoj dva ili više kondenzatora. Ovdje se električna energija distribuira istovremeno pomoću paralelnih i serijskih spojeva elektrolitičkih ćelija u krugu. Ovaj sklop ima nekoliko sekcija s različitim spojevima kondenzacijskih dvopolnih mreža. Drugim riječima, na jednom je krug spojen paralelno, s druge strane - serijski. Ovaj električni krug ima niz prednosti u usporedbi s tradicionalnim:
Svaka elektronika u kući može pokvariti. Međutim, ne biste trebali odmah trčati u servisni centar - čak i početnik radio amater može dijagnosticirati i popraviti najjednostavnije uređaje. Na primjer, spaljeni kondenzator vidljiv je golim okom. Ali što ako nemate dio odgovarajuće vrijednosti pri ruci? Naravno, spojite 2 ili više u lanac. Danas ćemo govoriti o konceptima kao što su paralelno i serijsko povezivanje kondenzatora, shvatit ćemo kako to učiniti, naučiti o metodama povezivanja i pravilima za to.
Pročitajte u članku:
Vrlo često početnici kućni majstori, nakon što su otkrili kvar uređaja, pokušavaju samostalno otkriti uzrok. Nakon što vide spaljeni dio, pokušavaju pronaći sličan, a ako to ne uspije, odnesu uređaj na popravak. Zapravo, nije nužno da se pokazatelji podudaraju. Možete koristiti manje kondenzatore tako da ih spojite u krug. Glavna stvar je učiniti to ispravno. U ovom slučaju postižu se 3 cilja odjednom - eliminira se kvar, stječe se iskustvo i štede sredstva obiteljskog proračuna.
Pokušajmo shvatiti koje metode povezivanja postoje i za koje su zadatke dizajnirani serijski i paralelni spoj kondenzatora.
Postoje 3 načina povezivanja, od kojih svaki ima svoju specifičnu svrhu:
Sada pogledajmo svaku od metoda detaljnije.
Zapravo je vrlo jednostavno. Uz paralelni spoj, izračun ukupnog kapaciteta može se izračunati jednostavnim zbrajanjem svih kondenzatora. Konačna formula će izgledati ovako: C ukupno = C₁ + C₂ + C3 + … + C n . U tom će slučaju napon na svakom od njihovih elemenata ostati nepromijenjen: V ukupno = V₁ = V₂ = V3 = … = V n .
Veza s ovom vezom izgledat će ovako:
Ispada da takva instalacija uključuje spajanje svih ploča kondenzatora na točke napajanja. Ova metoda je najčešća. Ali može se pojaviti situacija u kojoj je važno povećati napon. Smislimo kako to učiniti.
Kada se koristi metoda spajanja kondenzatora u seriju, napon u krugu se povećava. Sastoji se od napona svih elemenata i izgleda ovako: V ukupno = V₁ + V₂ + V3 +…+ V n . U ovom slučaju, kapacitet se mijenja u obrnutom razmjeru: 1/S ukupno = 1/S₁ + 1/S₂ + 1/S₃ + … + 1/S n . Pogledajmo promjene u kapacitetu i naponu kada su spojeni u seriju na primjeru.
Zadano je: 3 kondenzatora napona 150 V i kapaciteta 300 μF. Povezujući ih u seriju, dobivamo:
Izvana će takav spoj ploča (ploča) izgledati ovako:
Ova veza se izvodi ako postoji opasnost od kvara dielektrika kondenzatora kada se napon dovede u krug. Ali postoji još jedan način instalacije.
Dobro je znati! Također se koriste serijski i paralelni spojevi otpornika i kondenzatora. To se radi kako bi se smanjio napon koji se dovodi na kondenzator i spriječio njegov kvar. Međutim, treba imati na umu da napon mora biti dovoljan za rad samog uređaja.
Ovaj spoj (također nazvan serijsko-paralelni) koristi se ako je potrebno povećati i kapacitet i napon. Ovdje je izračunavanje općih parametara malo kompliciranije, ali ne toliko da je početniku radio amateru nemoguće to shvatiti. Prvo, da vidimo kako takva shema izgleda.
Kreirajmo algoritam izračuna.
Takav algoritam izgleda ovako:
Mješovito spajanje kondenzatora rješava probleme koje paralelni i serijski sklopovi ne mogu učiniti. Može se koristiti za spajanje elektromotora ili druge opreme, njegova ugradnja je moguća u zasebnim dijelovima. Njegova montaža je znatno jednostavnija zbog mogućnosti izvedbe u zasebnim dijelovima.
Zanimljivo znati! Mnogi radioamateri ovu metodu smatraju jednostavnijom i prihvatljivijom od prethodne dvije. Zapravo, to je istina ako u potpunosti razumijete algoritam radnji i naučite ga ispravno koristiti.
Pri spajanju kondenzatora, osobito elektrolitskih, obratite pozornost na strogi polaritet. Paralelna veza podrazumijeva minus/minus vezu, a serijska veza znači plus/minus vezu. Svi elementi moraju biti iste vrste - film, keramika, tinjac ili metalni papir.
Dobro je znati! Kvar kondenzatora često se događa zbog krivnje proizvođača, koji štedi na dijelovima (obično su to uređaji kineske proizvodnje). Stoga će pravilno izračunati i sastavljeni elementi u krugu raditi mnogo duže. Naravno, pod uvjetom da u strujnom krugu nema kratkog spoja, u kojem je rad kondenzatora načelno nemoguć.
Što učiniti ako je potreban kapacitet nepoznat? Ne žele svi samostalno ručno izračunati potrebni kapacitet kondenzatora, a neki jednostavno nemaju vremena za to. Za praktičnost provođenja takvih radnji, urednici stranice pozivaju našeg dragog čitatelja da koristi online kalkulator za izračun kondenzatora u serijskom spoju ili izračunavanje kapaciteta. Iznimno je jednostavan za rad. Korisnik samo treba unijeti tražene podatke u polja i kliknuti na gumb “Izračunaj”. Programi koji sadrže sve algoritme i formule za serijsko spajanje kondenzatora, kao i izračun potrebnog kapaciteta, odmah će dati traženi rezultat.
1 mF = 0,001 F. 1 µF = 0,000001 = 10⁻⁶ F. 1 nF = 0,000000001 = 10⁻⁹ F. 1 pF = 0,000000000001 = 10⁻¹² F.
Prema drugom Kirchhoffovom pravilu pad napona V₁, V₂ i V₃ na svakom kondenzatoru u skupini od tri kondenzatora spojena u seriju općenito je različita i ukupna razlika potencijala V jednak njihovom zbroju:
Po definiciji kapacitivnosti i uzimajući u obzir da naboj Q skupina serijski spojenih kondenzatora zajednička je svim kondenzatorima, ekvivalentni kapacitet C eq sva tri kondenzatora spojena u seriju daje se izrazom
Za grupu od n ekvivalentni kapacitet serijski spojenih kondenzatora C eq jednak je recipročnoj vrijednosti zbroja recipročnih vrijednosti kapacitivnosti pojedinačnih kondenzatora:
Ova formula je za C eq i koristi se za izračune u ovom kalkulatoru. Na primjer, ukupni kapacitet tri kondenzatora od 10, 15 i 20 μF spojenih u seriju bit će jednak 4,62 μF:
Ako postoje samo dva kondenzatora, tada se njihov ukupni kapacitet određuje formulom
Ako je dostupno n kondenzatori spojeni u seriju s kapacitetom C, njihov ekvivalentni kapacitet je
Imajte na umu da se za izračun ukupnog kapaciteta nekoliko kondenzatora spojenih u seriju koristi ista formula kao i za izračun ukupnog otpora paralelno spojenih otpornika.
Imajte na umu također da će ukupni kapacitet skupine bilo kojeg broja kondenzatora spojenih u seriju uvijek biti manji od kapaciteta najmanjeg kondenzatora, a dodavanje kondenzatora skupini uvijek rezultira smanjenjem kapaciteta.
Posebno treba spomenuti pad napona na svakom kondenzatoru u skupini serijski spojenih kondenzatora. Ako svi kondenzatori u grupi imaju isti nazivni kapacitet, pad napona na njima će vjerojatno biti različit, budući da će kondenzatori zapravo imati različite kapacitete i različite struje curenja. Kondenzator s najmanjim kapacitetom imat će najveći pad napona i time će biti najslabija karika u krugu.
Da bi se postigla ravnomjernija raspodjela napona, otpornici za izjednačenje uključeni su paralelno s kondenzatorima. Ovi otpornici djeluju kao razdjelnici napona, smanjujući širenje napona na pojedinačnim kondenzatorima. Ali čak i s ovim otpornicima, ipak biste trebali odabrati kondenzatore s velikom marginom radnog napona za serijsku vezu.
Ako je više kondenzatora spojeni paralelno, potencijalna razlika V na skupini kondenzatora jednaka je razlici potencijala između spojnih žica skupine. Ukupna naknada Q je podijeljen između kondenzatora i ako su njihovi kapaciteti različiti, tada su naboji na pojedinačnim kondenzatorima Q₁, Q₂ i Q₃ također će biti drugačiji. Ukupna naknada je definirana kao
Kondenzatori, kao i otpornici, mogu biti spojeni u seriju ili paralelno. Razmotrimo vezu kondenzatora: za što se svaki od krugova koristi i njihove konačne karakteristike.
Ova shema je najčešća. U njemu su ploče kondenzatora međusobno spojene tvoreći ekvivalentni kapacitet jednak zbroju spojenih kapaciteta.
Kod paralelnog spajanja elektrolitskih kondenzatora potrebno je da stezaljke istog polariteta budu međusobno spojene.
Osobitost ove veze je jednak napon na svim priključenim kondenzatorima. Nazivni napon skupine paralelno spojenih kondenzatora jednak je radnom naponu skupine kondenzatora za koji je minimalan.
Struje koje teku kroz kondenzatore grupe su različite: veća struja će teći kroz kondenzator većeg kapaciteta.
U praksi, paralelna veza se koristi za dobivanje kapaciteta potrebne veličine kada je izvan raspona koji proizvodi industrija ili se ne uklapa u standardnu seriju kondenzatora. U sustavima regulacije faktora snage (cos ϕ) do promjene kapacitivnosti dolazi zbog automatskog paralelnog spajanja ili odvajanja kondenzatora.
U serijskom spoju ploče kondenzatora su međusobno povezane tvoreći lanac. Vanjske ploče spojene su na izvor, a kroz sve kondenzatore grupe teče ista struja.
Ekvivalentni kapacitet serijski spojenih kondenzatora ograničen je na najmanji kapacitet u skupini. To se objašnjava činjenicom da će struja prestati čim se potpuno napuni. Pomoću formule možete izračunati ukupni kapacitet dvaju serijski spojenih kondenzatora
Ali uporaba serijske veze za dobivanje nestandardnih ocjena kapaciteta nije tako uobičajena kao paralelna.
U serijskom spoju, napon napajanja se raspoređuje na kondenzatore grupe. To vam omogućuje da dobijete baterija kondenzatora namijenjena za viši napon od nazivnog napona njegovih komponenti. Dakle, blokovi koji mogu izdržati visoke napone napravljeni su od jeftinih i malih kondenzatora.
Drugo područje primjene serijskog spajanja kondenzatora odnosi se na preraspodjelu napona između njih. Ako su kapaciteti isti, napon se dijeli na pola, ako nisu, napon na kondenzatoru većeg kapaciteta je veći. Uređaj koji radi na ovom principu naziva se kapacitivni djelitelj napona.
Takvi sklopovi postoje, ali u uređajima posebne namjene koji zahtijevaju visoku točnost u dobivanju vrijednosti kapacitivnosti, kao i za njihovo precizno podešavanje.
sl.2 U=U 1 =U 2 =U 3
Ukupna naknada Q svi kondenzatori
Ukupni kapacitet C, ili kapacitet baterije, paralelno spojenih kondenzatora jednak je zbroju kapaciteta tih kondenzatora.
Spajanjem kondenzatora paralelno sa skupinom drugih spojenih kondenzatora povećava se ukupni kapacitet baterije ovih kondenzatora. Stoga se za povećanje kapaciteta koristi paralelni spoj kondenzatora.
4) Ako je spojen paralelno T identičnih kondenzatora kapaciteta C´ svaki, tada se ukupni (ekvivalentni) kapacitet baterije ovih kondenzatora može odrediti izrazom
sl.3
Na pločama serijski spojenih kondenzatora spojenih na istosmjerni izvor s naponom U, pojavit će se naboji jednake veličine suprotnih predznaka.
Napon na kondenzatorima raspoređen je obrnuto proporcionalno kapacitetima kondenzatora:
Recipročna vrijednost ukupnog kapaciteta serijski spojenih kondenzatora jednaka je zbroju recipročnih vrijednosti kapaciteta tih kondenzatora.
Kada su dva kondenzatora spojena u seriju, njihov ukupni kapacitet je određen sljedećim izrazom:
Ako je spojen u seriju P identične kondenzatore s kapacitetom S svaki, zatim ukupni kapacitet ovih kondenzatora:
Iz (14) je jasno da što više kondenzatora P povezani u seriju, manji će biti njihov ukupni kapacitet S, odnosno spajanje kondenzatora u seriju dovodi do smanjenja ukupnog kapaciteta kondenzatorske baterije.
U praksi se može pokazati da je dopušteni radni napon U str kondenzator je manji od napona na koji se kondenzator mora spojiti. Ako se ovaj kondenzator spoji na takav napon, neće uspjeti, jer će dielektrik biti slomljen. Ako spojite više kondenzatora u seriju, napon će se raspodijeliti između njih i napon na svakom kondenzatoru bit će manji od njegovog dopuštenog radnog napona. U str . Stoga, serijski spoj kondenzatora koristi se kako bi se osiguralo da napon na svakom kondenzatoru ne premaši njegov radni naponU str .
Mješoviti spoj (serijski-paralelni) kondenzatora koristi se kada je potrebno povećati kapacitet i radni napon kondenzatorske baterije.
Pogledajmo mješoviti spoj kondenzatora koristeći donje primjere.
Energija kondenzatora
Gdje Q - naboj kondenzatora ili kondenzatora na koje se dovodi napon U; S- električni kapacitet kondenzatora ili baterije spojenih kondenzatora na koje se dovodi napon U.
Dakle, kondenzatori služe za akumulaciju i skladištenje električnog polja i njegove energije.
15. Definiratikoncepti trozraka zvijezda i trokut otpora. Zapiši formule za pretvaranje otpora zvijezde s tri zrake u trokut otpor i obrnuto. Pretvorite krug u dva čvora (slika 5)
Slika 5 - Električni dijagram
6.DIJAGRAMI RAZMJENE
Radi lakšeg proračuna nacrtan je ekvivalentni krug električnog kruga, tj. krug koji prikazuje svojstva kruga pod određenim uvjetima.
Nadomjesna shema prikazuje sve elemente čiji se utjecaj na rezultat proračuna ne može zanemariti, a također označava njihove električne veze koje su prisutne u strujnom krugu.
1. Dijagrami zamjene elemenata električnog kruga
U proračunskim dijagramima izvor energije može se prikazati EMF-om bez unutarnjeg otpora, ako je taj otpor mali u usporedbi s otporom prijemnika (slika 3.13.6).
napon na stezaljkama izvora pri bilo kojoj struji jednak je
EMF: U= E= konst.
U nekim slučajevima, izvor električne energije u projektnom dijagramu zamjenjuje se drugim (ekvivalentnim) krugom (Sl. 3.14, A), gdje umjesto EMF E izvor karakterizira njegova struja kratkog spoja I K, a umjesto unutarnjeg otpora u proračun se uvodi unutarnja vodljivost g=1/ r.
Mogućnost takve zamjene može se dokazati dijeljenjem jednakosti (3.1) s r:
U/ r = E/ r- ja,
Gdje U/ r = Io- određena struja jednaka omjeru napona na stezaljkama izvora i unutarnjeg otpora; E/ r = ja K - struja kratkog spoja izvora;
Uvođenjem novih oznaka dobivamo jednakost ja K = Io + ja, što je zadovoljeno ekvivalentnim krugom na sl. 3.14, A.
U ovom slučaju, za bilo koji napon na stezaljkama; izvora, njegova struja ostaje jednaka struji kratkog spoja (sl. 3.14.6):
Izvor s konstantnom strujom koja ne ovisi o vanjskom otporu naziva se strujni izvor.
Isti izvor električne energije može se u projektnom krugu zamijeniti izvorom EMF ili izvorom struje.
