Gandrīz visās elektriskās ķēdēs ir kapacitatīvie elementi. Kondensatori ir savienoti ķēdē. Tās ir svarīgi zināt gan aprēķinos, gan uzstādīšanā.
Sērijas savienojums
Kondensators jeb, sarunvalodā runājot, "kapacitāte" ir nepieciešama katras elektroniskās vai elektriskās ķēdes sastāvdaļa. Pat mūsdienu sīkrīkos tas ir sastopams, lai gan pārveidotā formā.
Atgādināsim, kas ir šis radio elements. Tā ir elektrisko lādiņu un enerģijas krātuve, 2 vadošas plāksnes, starp kurām ir dielektriķis. Kad plāksnēm tiek pievienots līdzstrāvas avots, caur ierīci uz īsu brīdi plūst strāva, un tā tiek uzlādēta līdz avota spriegumam. Tās kapacitāti izmanto, lai risinātu tehniskas problēmas.
Pats vārds radies ilgi pirms ierīces izgudrošanas. Šis termins radās, kad cilvēki uzskatīja, ka elektrība ir sava veida šķidrums un ka to var iepildīt traukā. Ja to piemēro kondensatoram, tas ir neveiksmīgi, jo nozīmē, ka ierīce var uzkrāt tikai ierobežotu elektroenerģijas daudzumu. Lai gan tas tā nav, termins ir palicis nemainīgs.
Jo lielākas ir plates un jo mazāks attālums starp tām, jo lielāka ir kondensatora kapacitāte. Ja tā vāki ir savienoti ar vadītāju, caur šo vadītāju notiks strauja izlāde.
Koordinētajās telefona centrālēs signālu apmaiņa starp ierīcēm notiek, izmantojot šo funkciju. Impulsu garums, kas nepieciešams tādām komandām kā: "līnijas savienojums", "abonenta atbilde", "atcelt", regulē ķēdē uzstādīto kondensatoru kapacitātes vērtība.
Kapacitātes mērvienība ir 1 farads. Tā kā tā ir liela vērtība, tiek izmantoti mikrofaradi, pikofaradi un nanofaradi (µF, pF, nF).
Praksē, savienojot virknē, ir iespējams palielināt pielikto spriegumu. Šajā gadījumā samontētās sistēmas 2 ārējie vāki saņem pielikto spriegumu, un iekšējie vāki tiek uzlādēti, izmantojot lādiņa sadali. Šo metodi izmanto, ja vajadzīgie elementi nav pieejami, bet ir pieejamas daļas ar citu spriegumu.
Ķēdi ar 2 secīgi savienotiem kondensatoriem, kas savienoti 125 V spriegumam, var pieslēgt pie 250 V barošanas avota.
Ja līdzstrāvas gadījumā kondensators ir šķērslis tā dielektriskās spraugas dēļ, tad maiņstrāvas gadījumā ir citādi. Dažādas frekvences strāvām, tāpat kā spolēm un rezistoriem, kondensatora pretestība mainās. Augstfrekvences strāvas labi iet cauri, bet to zemas frekvences analogiem tas rada barjeru.
Radioamatieriem ir veids, kā to izdarīt - viņi antenas vietā pieslēdz 220 V gaismu radio, izmantojot 220-500 pF kapacitāti. Tas filtrēs 50 Hz strāvu un ļaus cauri plūst augstfrekvences strāvām. Šo kondensatora pretestību var viegli aprēķināt, izmantojot kapacitatīvās pretestības formulu:RC =1/6*f*C.
Kur:
- Rc ir kapacitāte, omos;
- f - strāvas frekvence, Hz;
- C - kondensatora kapacitāte, Ф;
- 6 noapaļo līdz veselam skaitlim 2π.
Taču, izmantojot līdzīgu shēmu, var mainīt ne tikai ķēdes pielikto spriegumu. Šādi tiek panāktas kapacitātes izmaiņas sērijveida savienojumos. Lai to būtu vieglāk atcerēties, viņi nāca klajā ar mājienu, ka kopējā kapacitātes vērtība, ko iegūst, izvēloties šādu ķēdi, vienmēr ir mazāka par mazāko no divām ķēdē iekļautajām.
Ja šādā veidā savienosiet 2 vienādas kapacitātes daļas, to kopējā vērtība būs puse no katras daļas vērtības. Kondensatoru virknes savienojumu aprēķinu var veikt, izmantojot tālāk norādīto formulu:
Cpc = C1*C2/C1+C2,
Lai C1 = 110 pF un C2 = 220 pF, tad Cobsc = 110 × 220/110+220 = 73 pF.
Nevajadzētu aizmirst par uzstādīšanas vienkāršību un vieglumu, kā arī par samontētās ierīces vai iekārtas kvalitatīvas darbības nodrošināšanu. Sērijveida savienojumos kondensatoriem jābūt 1 veidotājam. Un, ja visas ķēdes daļas ir no vienas un tās pašas ražošanas partijas, neradīsies problēmas ar izveidotās ķēdes darbību.
Paralēlais savienojums
Izšķir elektriskā lādiņa akumulatorus ar konstantu kapacitāti:
- keramikas;
- papīrs;
- arsēns;
- papīrs; vizla; papīrs-metāls;
- elektrolītiskie kondensatori.
Tos iedala 2 grupās: zemsprieguma un augstsprieguma. Tos izmanto taisngriežu filtros, saziņai starp zemas frekvences ķēžu sekcijām, dažādu ierīču barošanas avotos u. c.
Pastāv arī mainīgas kapacitātes kondensatori. Tos izmanto noskaņojamo svārstību shēmās televīzijas un radio uztvērējos. Kapacitāti regulē, mainot plākšņu savstarpējo novietojumu.
Apsveriet kondensatoru savienojumu, ja to vadi ir savienoti pa pāriem. Šāds savienojums ir piemērots 2 vai vairākiem elementiem, kas paredzēti vienam un tam pašam spriegumam. Nedrīkst pārsniegt nominālo spriegumu, kas norādīts uz komponenta korpusa. Pretējā gadījumā notiks dielektriskais sabrukums un elements sabojāsies. Tomēr kondensatoru var pieslēgt ķēdē, kurā spriegums ir zemāks par nominālo spriegumu.
Savienojot kondensatorus paralēli, kopējo kapacitāti var palielināt. Dažos lietojumos ir nepieciešama liela elektriskā lādiņa uzkrāšanās. Esošie reitingi ir nepietiekami, jums ir paralēli jāizmanto tas, kas jums ir pa rokai. Rezultātā iegūtā savienojuma kopējās vērtības noteikšana ir vienkārša. Lai to izdarītu, vienkārši saskaitiet visu izmantoto elementu vērtības.
Lai aprēķinātu kondensatoru kapacitātes, tiek izmantota šāda formula:
Cpc = C1+C2, kur C1 un C2 ir attiecīgo elementu kapacitāte.
Ja C1 = 20 pF un C2 = 30 pF, tad Cobsc = 50 pF. Paralēli var būt n elementu skaits.
Praksē šis savienojums tiek izmantots īpašās ierīcēs, ko izmanto energosistēmās un apakšstacijās. Tās tiek montētas, zinot, kā savienot kondensatorus, lai palielinātu to ietilpību, pilnīgos bateriju blokos.
Lai uzturētu reaktīvās jaudas līdzsvaru gan energoapgādes, gan patērētāju iekārtās, ir nepieciešams ekspluatācijā iekļaut reaktīvās jaudas kompensācijas iekārtas (RCCU). Lai samazinātu zudumus un regulētu elektrotīkla spriegumu, aprēķinot ierīci, ir jāzina instalācijā izmantoto kondensatoru reaktīvo pretestību vērtības.
Var būt nepieciešams aprēķināt kondensatoru spriegumu saskaņā ar formulu. Šajā gadījumā pieņemsim, ka C=q/U, t. i., lādiņa un sprieguma attiecība. Ja lādiņa vērtība ir q un kapacitātes vērtība ir C, mēs varam iegūt meklēto skaitli, aizvietojot šīs vērtības. Tam ir šāda forma:
U=q/C.
Jauktais savienojums
Lai aprēķinātu ķēdi, kas ir iepriekš minēto kombināciju kombinācija, mēs darām šādi. Vispirms meklējiet kondensatorus saliktajā ķēdē, kas ir savienoti viens ar otru paralēli vai secīgi. Aizstājot tos ar ekvivalentu elementu, mēs iegūstam vienkāršāku shēmu. Pēc tam jaunajā shēmā mēs veicam tādas pašas manipulācijas ar shēmas sadaļām. Vienkāršojiet, līdz paliek tikai paralēlais vai virknes savienojums. Šajā rakstā jau esam uzzinājuši, kā tos aprēķināt.
Paralēls-sērijveida savienojums ir izmantojams, lai palielinātu akumulatora ietilpību vai nodrošinātu, ka pieliktais spriegums nepārsniedz kondensatora darba spriegumu.
Saistītie raksti:
