Takmer všetky elektrické obvody obsahujú kapacitné prvky. Kondenzátory sú zapojené do obvodu. Je nevyhnutné poznať ich pri výpočte aj pri inštalácii.
Sériové pripojenie
Kondenzátor, alebo v bežnej reči "kapacita", je nevyhnutnou súčasťou každého elektronického alebo elektrického obvodu. Dokonca aj v moderných pomôckach je prítomný, hoci v modifikovanej podobe.
Pripomeňme si, čo je tento rádiový prvok. Je to zásobáreň elektrických nábojov a energie, 2 vodivé dosky, medzi ktorými je dielektrikum. Keď sa na dosky priloží zdroj jednosmerného prúdu, zariadením bude na krátky čas pretekať prúd a bude sa nabíjať na napätie zdroja. Jeho kapacita sa používa na riešenie technických problémov.
Samotné slovo vzniklo dávno pred vynájdením zariadenia. Tento termín vznikol, keď sa ľudia domnievali, že elektrina je druh kvapaliny a že ju možno naplniť do nádoby. Keď sa aplikuje na kondenzátor, je to nešťastné, pretože znamená, že spotrebič môže pojať len obmedzené množstvo elektrickej energie. Hoci to tak nie je, tento termín sa nezmenil.
Čím väčšie sú dosky a čím menšia je vzdialenosť medzi nimi, tým väčšia je kapacita kondenzátora. Ak sú jeho kryty pripojené k vodiču, dôjde k rýchlemu výboju cez tento vodič.
V koordinovaných telefónnych ústredniach sa signály medzi zariadeniami vymieňajú pomocou tejto funkcie. Dĺžka impulzov potrebných pre príkazy, ako sú: "pripojenie linky", "odpoveď účastníka", "zrušenie", sa reguluje hodnotou kapacity kondenzátorov inštalovaných v obvode.
Jednotkou kapacity je 1 farad. Keďže ide o veľkú hodnotu, používajú sa mikrofarady, pikofarady a nanofarady (µF, pF, nF).
V praxi je možné sériovým zapojením zvýšiť použité napätie. V tomto prípade 2 vonkajšie kryty zostaveného systému prijímajú privádzané napätie a kryty vo vnútri sa nabíjajú pomocou distribúcie náboja. Táto metóda sa používa, keď nie sú k dispozícii potrebné prvky, ale sú k dispozícii časti s inými menovitými napätiami.
Obvod s dvoma sériovo zapojenými kondenzátormi na 125 V môže byť pripojený k napájaniu 250 V.
Zatiaľ čo pri jednosmernom prúde je kondenzátor prekážkou kvôli svojej dielektrickej medzere, pri striedavom prúde je to inak. Pri rôznych frekvenčných prúdoch, podobne ako pri cievkach a rezistoroch, sa odpor kondenzátora mení. Vysokofrekvenčné prúdy prechádzajú dobre, ale pre ich nízkofrekvenčné náprotivky to vytvára prekážku.
Rádioamatéri to riešia tak, že k rádiu namiesto antény cez kapacitu 220-500pF pripájajú 220V svetlo. Odfiltruje 50 Hz prúd a umožní priechod vysokofrekvenčným prúdom. Tento odpor kondenzátora sa ľahko vypočíta pomocou vzorca pre kapacitný odpor:RC =1/6*f*C.
Kde:
- Rc je kapacita, ohmy;
- f - frekvencia prúdu, Hz;
- C - kapacita kondenzátora, Ф;
- 6 sa zaokrúhľuje na celé číslo 2π.
Pomocou podobného obvodu však možno meniť nielen aplikované napätie v obvode. Takto sa dosahujú zmeny kapacity v sériových zapojeniach. Aby si to ľahko zapamätali, prišli s nápovedou, že celková hodnota kapacity získaná výberom takéhoto obvodu je vždy menšia ako menšia z dvoch zapojených v reťazci.
Ak takto spojíte 2 časti s rovnakou kapacitou, ich celková hodnota bude polovičná ako hodnota každej z nich. Výpočet sériového zapojenia kondenzátorov možno vykonať pomocou nasledujúceho vzorca:
Cpc = C1*C2/C1+C2,
Nech C1=110 pF a C2=220 pF, potom Cobsc = 110×220/110+220 = 73 pF.
Nemalo by sa zabúdať na jednoduchosť a ľahkú inštaláciu, ako aj na zabezpečenie kvalitnej prevádzky zmontovaného zariadenia alebo vybavenia. Pri sériovom zapojení musia mať kondenzátory 1 výrobcu. A ak sú časti celého reťazca z rovnakej výrobnej šarže, nevzniknú žiadne problémy s fungovaním vytvoreného obvodu.
Paralelné pripojenie
Rozlišujú sa akumulátory elektrického náboja s konštantnou kapacitou:
- keramické;
- papier;
- sľudy;
- papier; sľuda; papier-kov;
- elektrolytické kondenzátory.
Delia sa na 2 skupiny: nízkonapäťové a vysokonapäťové. Používajú sa v usmerňovacích filtroch, na komunikáciu medzi nízkofrekvenčnými časťami obvodov, v napájacích zdrojoch rôznych zariadení atď.
Existujú aj kondenzátory s premenlivou kapacitou. Používajú sa v laditeľných oscilačných obvodoch v televíznych a rozhlasových prijímačoch. Kapacita sa reguluje zmenou vzájomnej polohy dosiek.
Uvažujte o zapojení kondenzátorov, keď sú ich prívody zapojené v pároch. Takéto pripojenie je vhodné pre 2 alebo viac prvkov dimenzovaných na rovnaké napätie. Menovité napätie uvedené na telese komponentu nesmie byť prekročené. V opačnom prípade dôjde k dielektrickému prierazu a prvok zlyhá. Kondenzátor však môže byť zapojený do obvodu, v ktorom je napätie nižšie ako menovité napätie.
Paralelným zapojením kondenzátorov možno zvýšiť celkovú kapacitu. V niektorých aplikáciách sa vyžaduje veľké množstvo elektrického náboja. Existujúce hodnotenia sú nedostatočné, musíte použiť to, čo máte po ruke. Určenie celkovej hodnoty výsledného spojenia je jednoduché. Na tento účel jednoducho spočítajte hodnoty všetkých použitých prvkov.
Na výpočet kapacít kondenzátorov slúži nasledujúci vzorec:
Cpc = C1+C2, kde C1 a C2 sú kapacity príslušných prvkov.
Ak C1 = 20 pF a C2 = 30 pF, potom Cobsc = 50 pF. Paralelne môže byť n prvkov.
V praxi sa toto pripojenie používa v špeciálnych zariadeniach používaných v energetických systémoch a v rozvodniach. S vedomím, ako pripojiť kondenzátory, aby sa zvýšila ich kapacita, sú zostavené do kompletných blokov batérií.
Na udržanie rovnováhy jalového výkonu v zariadeniach na dodávku elektrickej energie aj v zariadeniach odberateľov je potrebné zaradiť do prevádzky jednotky na kompenzáciu jalového výkonu (RCCU). Na zníženie strát a reguláciu sieťového napätia je potrebné pri výpočte zariadenia poznať hodnoty jalových odporov kondenzátorov použitých v inštalácii.
Možno bude potrebné vypočítať napätie kondenzátorov podľa vzorca. V tomto prípade budeme predpokladať, že C=q/U, t. j. pomer náboja a napätia. A ak je hodnota náboja q a kapacita C, náhradou hodnôt môžeme získať hľadané číslo. Má tvar:
U=q/C.
Zmiešané pripojenie
Ak chcete vypočítať obvod, ktorý je kombináciou vyššie uvedených kombinácií, postupujte takto. Najprv vyhľadajte kondenzátory v zloženom obvode, ktoré sú navzájom zapojené buď paralelne, alebo sériovo. Ich nahradením ekvivalentným prvkom získame jednoduchší obvod. Potom v novom obvode vykonáme rovnaké manipulácie s úsekmi obvodu. Zjednodušujte, kým nezostane len paralelné alebo sériové zapojenie. V tomto článku sme sa už naučili, ako ich vypočítať.
Paralelné sériové zapojenie je použiteľné na zvýšenie kapacity batérie alebo na zabezpečenie toho, aby použité napätie neprekročilo pracovné napätie kondenzátora.
Súvisiace články:
