Lähes kaikki sähköpiirit sisältävät kapasitiivisia elementtejä. Kondensaattorit kytketään yhteen piirikaavion mukaisesti. On tärkeää tuntea ne sekä laskennassa että asennuksessa.
Sarjakytkentä
Kondensaattori, tai yleiskielellä "kapasitanssi", on välttämätön osa jokaista elektronista tai sähköistä piiriä. Jopa nykyaikaisissa laitteissa se on läsnä, vaikkakin muunnellussa muodossa.
Muistutetaanpa, mikä tämä radioelementti on. Se on sähkövarausten ja energian varasto, 2 johtavaa levyä, joiden välissä on dielektrinen levy. Kun levyihin kytketään tasavirtalähde, laitteen läpi virtaa lyhytaikaisesti virta ja se latautuu lähdejännitteeseen. Sen kapasitanssia käytetään teknisten ongelmien ratkaisemiseen.
Itse sana on peräisin kauan ennen laitteen keksimistä. Termi sai alkunsa, kun ihmiset uskoivat, että sähkö on eräänlainen neste ja että se voidaan täyttää astiaan. Kondensaattoriin sovellettuna se on valitettavaa, koska tarkoittaa, että laite voi säilyttää vain rajallisen määrän sähköä. Vaikka näin ei olekaan, termi on pysynyt muuttumattomana.
Kondensaattorin kapasitanssi on sitä suurempi, mitä suuremmat levyt ovat ja mitä pienempi niiden välinen etäisyys on. Jos sen kannet kytketään johtimeen, johtimen kautta tapahtuu nopea purkaus.
Koordinoiduissa puhelinkeskuksissa signaalit vaihdetaan laitteiden välillä tämän ominaisuuden avulla. Seuraavien komentojen edellyttämien pulssien pituus: "riviliitäntä", "tilaajan vastaus", "peruutus", säädellään piiriin asennettujen kondensaattoreiden kapasitanssiarvolla.
Kapasitanssin yksikkö on 1 Farad. Koska tämä on suuri arvo, käytetään mikrofaradeja, pikofaradeja ja nanofaradeja (µF, pF, nF).
Käytännössä sarjaan kytkemällä on mahdollista lisätä jännitettä. Tässä tapauksessa kootun järjestelmän kaksi ulkokuorta saavat syötetyn jännitteen ja sisäpuolella olevat kannet ladataan varauksen jakamisen avulla. Tätä menetelmää käytetään silloin, kun tarvittavia osia ei ole saatavilla, mutta muiden jänniteluokitusten osia on.
Piiri, jossa on 2 kondensaattoria sarjaan kytkettynä 125 V:n jännitteelle, voidaan kytkeä 250 V:n jännitteeseen.
Tasavirran tapauksessa kondensaattori on esteenä dielektrisen rakonsa vuoksi, mutta vaihtovirran tapauksessa tilanne on erilainen. Kondensaattorin resistanssi vaihtelee eri taajuusvirroilla, kuten kelojen ja vastusten kohdalla. Korkeataajuiset virrat kulkevat hyvin läpi, mutta matalataajuisille virroille se muodostaa esteen.
Radioamatööreillä on tapa tehdä tämä - he kytkevät 220V:n valon radioon antennin sijasta 220-500pF:n kapasitanssin kautta. Se suodattaa 50 Hz:n virran pois ja päästää korkeataajuiset virrat läpi. Tämä kondensaattorin resistanssi on helppo laskea kapasitiivisen resistanssin kaavalla: RC =1/6*f*C.
Missä:
- Rc on kapasitanssi, ohmia;
- f - virran taajuus, Hz;
- C - kondensaattorin kapasitanssi, Ф;
- 6 pyöristetään kokonaisluvuksi 2π.
Mutta ei ole vain piirin jännite, jota voidaan muuttaa käyttämällä samanlaista piiriä. Näin saavutetaan kapasitanssimuutokset sarjakytkennöissä. Jotta asia olisi helppo muistaa, he keksivät vihjeen, jonka mukaan tällaisen piirin valitsemalla saatu kokonaiskapasitanssin arvo on aina pienempi kuin pienempi ketjuun sisältyvistä kahdesta.
Jos yhdistät kaksi saman kapasitanssin omaavaa osaa tällä tavalla, niiden kokonaisarvo on puolet kummankin arvosta. Kondensaattorin sarjakytkentöjen laskeminen voidaan tehdä alla olevan kaavan avulla:
Cpc = C1*C2/C1+C2,
Olkoon C1=110 pF ja C2=220 pF, niin Cobsc = 110×220/110+220 = 73 pF.
Ei pidä unohtaa asennuksen yksinkertaisuutta ja helppoutta sekä kootun laitteen tai laitteiston laadukkaan toiminnan varmistamista. Sarjakytkennöissä kondensaattoreilla on oltava 1 valmistaja. Ja jos koko ketjun osat ovat peräisin samasta valmistuserästä, luodun piirin toiminnassa ei ole ongelmia.
Rinnakkaiskytkentä
Erotetaan sähkövarauksen akut, joiden kapasitanssi on vakio:
- keraaminen;
- paperi;
- kiille;
- paperi; kiille; paperi-metalli;
- elektrolyyttikondensaattorit.
Ne jaetaan kahteen ryhmään: pienjännite- ja suurjänniteryhmiin. Niitä käytetään tasasuodattimissa, piirien matalataajuisten osien välisessä tiedonsiirrossa, erilaisten laitteiden virtalähteissä jne.
Myös muuttuvakapasitiivisia kondensaattoreita on olemassa. Niitä käytetään televisio- ja radiovastaanottimien viritettävissä värähtelypiireissä. Kapasitanssia säädetään muuttamalla levyjen asentoa toisiinsa nähden.
Tarkastellaan kondensaattoreiden kytkentää, kun niiden johdot on kytketty pareittain. Tällainen liitäntä soveltuu 2 tai useammalle samalle jännitteelle mitoitetulle elementille. Komponentin rungossa ilmoitettua nimellisjännitettä ei saa ylittää. Muuten tapahtuu dielektrinen läpilyönti ja elementti pettää. Kondensaattori voidaan kuitenkin kytkeä piiriin, jossa jännite on nimellisjännitettä pienempi.
Kokonaiskapasitanssia voidaan kasvattaa kytkemällä kondensaattorit rinnakkain. Joissakin sovelluksissa on tarpeen tarjota suuri määrä sähkövarausta. Olemassa olevat luokitukset eivät riitä, vaan sinun on käytettävä rinnakkain sitä, mitä sinulla on käsillä. Tuloksena syntyvän yhdisteen kokonaisarvon määrittäminen on yksinkertaista. Voit tehdä tämän yksinkertaisesti laskemalla yhteen kaikkien käytettyjen elementtien arvot.
Kondensaattoreiden kapasitanssit lasketaan seuraavalla kaavalla:
Cob = C1+C2, jossa C1 ja C2 ovat kyseisten elementtien kapasitanssit.
Jos C1=20 pF ja C2=30 pF, Cobsc = 50 pF. Rinnakkaisia elementtejä voi olla n kappaletta.
Käytännössä tätä liitäntää käytetään erityislaitteissa, joita käytetään sähköjärjestelmissä ja sähköasemilla. Ne kootaan täydellisiksi akkujen lohkoiksi, kun tiedetään, miten kondensaattorit kytketään niiden kapasiteetin lisäämiseksi.
Reaktiivisen tehon tasapainon ylläpitämiseksi sekä sähkönjakelu- että kuluttajakeskuksissa on tarpeen ottaa käyttöön reaktiivisen tehon kompensointiyksiköitä (RCCU). Häviöiden vähentämiseksi ja verkkojännitteiden säätämiseksi on laitteen laskennassa tiedettävä laitteistossa käytettävien kondensaattoreiden reaktiivisten vastusten arvot.
Kondensaattoreiden jännite voidaan joutua laskemaan kaavan mukaan. Tässä tapauksessa oletetaan, että C=q/U eli varauksen ja jännitteen suhde. Ja jos varauksen arvo on q ja kapasitanssin arvo on C, voimme saada etsimämme luvun korvaamalla arvot. Se on muotoa:
U=q/C.
Sekayhteys
Lasketaan piiri, joka on edellä mainittujen yhdistelmien yhdistelmä, seuraavasti. Etsi ensin yhdyspiiristä kondensaattorit, jotka on kytketty toisiinsa joko rinnakkain tai sarjaan. Korvaamalla ne vastaavalla elementillä saadaan yksinkertaisempi piiri. Sitten uudessa piirissä tehdään samat manipulaatiot piirin osien kanssa. Yksinkertaista, kunnes jäljelle jää vain rinnakkais- tai sarjakytkentä. Olemme jo oppineet, miten ne lasketaan tässä artikkelissa.
Rinnakkais-sarjakytkentä soveltuu akun kapasiteetin lisäämiseen tai sen varmistamiseen, että syötetty jännite ei ylitä kondensaattorin käyttöjännitettä.
Aiheeseen liittyvät artikkelit:
