Nästan alla elektriska kretsar innehåller kapacitiva element. Kondensatorerna är sammankopplade i en krets. Det är viktigt att känna till dem både vid beräkningen och vid installationen.
Serieanslutning
Kondensatorn, eller på vanligt språk "kapacitans", är en nödvändig del av varje elektronisk eller elektrisk krets. Även i moderna prylar finns den kvar, om än i modifierad form.
Låt oss komma ihåg vad detta radioelement är. Det är ett lager av elektriska laddningar och energi, två ledande plattor mellan vilka det finns ett dielektricum. När en likströmskälla läggs på plattorna flödar en ström genom enheten under en kort tid och den laddas upp till källspänningen. Dess kapacitans används för att lösa tekniska problem.
Ordet i sig självt har sitt ursprung långt innan apparaten uppfanns. Begreppet uppstod när man trodde att elektricitet var en sorts vätska och att den kunde fyllas i ett kärl. När det tillämpas på en kondensator är det olyckligt eftersom innebär att apparaten bara kan lagra en begränsad mängd el. Även om detta inte är fallet har termen förblivit oförändrad.
Ju större plattorna är och ju mindre avståndet mellan dem är, desto större är kondensatorns kapacitans. Om dess skydd är anslutna till en ledare kommer en snabb urladdning att ske genom ledaren.
I samordnade telefonväxlar utbyts signaler mellan enheter med hjälp av denna funktion. Längden på de pulser som krävs för kommandon som t.ex: "Linjeanslutning", "Abonnentens svar", "Avbryt", regleras av kapacitansvärdet hos de kondensatorer som installerats i kretsen.
Enheten för kapacitans är 1 farad. Eftersom detta är ett stort värde används mikrofarads, picofarads och nanofarads (µF, pF, nF).
I praktiken är det möjligt att öka den applicerade spänningen genom att koppla i serie. I det här fallet tar de två ytterhöljen i det monterade systemet emot den applicerade spänningen och höljen på insidan laddas med hjälp av laddningsfördelning. Denna metod används när de nödvändiga delarna inte finns tillgängliga, men delar med andra spänningsnivåer finns tillgängliga.
En krets med två kondensatorer i serie som är anslutna för 125 V kan anslutas till en matning på 250 V.
Medan kondensatorn för likström är ett hinder på grund av dess dielektriska klyfta är det annorlunda med växelström. För olika frekvensströmmar varierar kondensatorns motstånd, precis som för spolar och motstånd. Högfrekventa strömmar passerar bra, men för deras lågfrekventa motsvarigheter skapas en barriär.
Radioamatörer har ett sätt att göra detta - de ansluter en 220 V-lampa till radion i stället för till antennen genom en 220-500pF-kondensator. Den filtrerar bort 50 Hz-strömmen och låter högfrekventa strömmar passera. Detta kondensatormotstånd kan enkelt beräknas med hjälp av formeln för kapacitivt motstånd: RC =1/6*f*C.
Var:
- Rc är kapacitansen i ohm;
- f - strömfrekvens, Hz;
- C - kondensatorns kapacitans, Ф;
- 6 avrundas till heltalet 2π.
Men det är inte bara den applicerade spänningen i en krets som kan ändras med hjälp av en liknande krets. Det är på detta sätt som kapacitansförändringar i serieförbindelser uppnås. För att göra det lätt att komma ihåg kom de på en ledtråd om att det totala kapacitansvärdet som erhålls genom att välja en sådan krets alltid är mindre än det minsta av de två som ingår i kedjan.
Om du kopplar ihop två delar med samma kapacitans på detta sätt blir deras totala värde hälften av värdet för var och en av dem. Beräkningen av kondensatorns serieförbindelser kan göras med hjälp av formeln nedan:
Cpc = C1*C2/C1+C2,
Om C1=110 pF och C2=220 pF så är Cobsc = 110×220/110+220 = 73 pF.
Man får inte glömma bort enkelhet och lätthet i installationen och att den monterade anordningen eller utrustningen ska fungera på ett bra sätt. I serieförbindelser måste kondensatorerna ha 1 maker. Och om delarna i hela kedjan kommer från samma tillverkningssats, kommer det inte att finnas några problem med den skapade kretsens funktion.
Parallellanslutning
Elektriska laddningsackumulatorer med konstant kapacitans är utmärkta:
- keramik;
- papper;
- glimmer;
- papper; glimmer; papper och metall;
- elektrolytiska kondensatorer.
De delas in i två grupper: lågspänning och högspänning. De används i likriktarfilter, för kommunikation mellan lågfrekventa delar av kretsar, i strömförsörjning av olika apparater osv.
Det finns också kondensatorer med variabel kapacitet. De används i avstämbara svängningskretsar i TV- och radiomottagare. Kapaciteten regleras genom att ändra plattornas position i förhållande till varandra.
Tänk på kondensatorernas anslutning när deras ledningar är kopplade i par. En sådan anslutning är lämplig för 2 eller fler element som är dimensionerade för samma spänning. Den nominella spänning som anges på komponentens hölje får inte överskridas. Annars uppstår dielektrisk nedbrytning och elementet går sönder. En kondensator kan dock anslutas i en krets där spänningen är lägre än den nominella spänningen.
Genom att koppla kondensatorer parallellt kan den totala kapacitansen ökas. I vissa tillämpningar krävs en stor mängd elektrisk laddning. De befintliga värdena är otillräckliga, du måste använda det du har till hands parallellt och parallellt. Det är enkelt att fastställa det totala värdet av den resulterande anslutningen. För att göra detta summerar du helt enkelt värdena för alla element som används.
För att beräkna kondensatorernas kapacitanser används följande formel:
Cpc = C1+C2, där C1 och C2 är kapacitansen för respektive element.
Om C1=20 pF och C2=30 pF, är Cobsc = 50 pF. Det kan finnas n antal element parallellt.
I praktiken används den här anslutningen i särskilda enheter som används i kraftsystem och i understationer. De sätts ihop till kompletta batteriblock, med kunskap om hur man kopplar kondensatorer för att öka deras kapacitet.
För att bibehålla balansen i reaktiv effekt i både elförsörjnings- och konsumentanläggningar finns det ett behov av att ta in reaktiv effektkompensationsenheter (RCCU) i drift. För att minska förlusterna och reglera nätspänningen är det nödvändigt att känna till värdena för de reaktiva motstånden hos de kondensatorer som används i anläggningen när man beräknar enheten.
Det kan vara nödvändigt att beräkna kondensatorernas spänning enligt en formel. I det här fallet antar vi att C=q/U, dvs. förhållandet mellan laddning och spänning. Och om värdet på laddningen är q och kapacitansen är C kan vi få fram det tal vi söker genom att ersätta värdena. Den har formen:
U=q/C.
Blandad anslutning
För att beräkna en krets som är en kombination av de ovan nämnda kombinationerna gör vi följande. Först letar du efter kondensatorer i en sammansatt krets som är anslutna till varandra antingen parallellt eller i serie. Genom att ersätta dem med ett likvärdigt element får vi en enklare krets. I den nya kretsen utför vi sedan samma manipulationer med kretsavsnitten. Förenkla tills endast en parallell- eller serieförbindelse återstår. Vi har redan lärt oss hur man beräknar dem i den här artikeln.
Parallell-seriell anslutning är lämplig för att öka batteriets kapacitet eller för att se till att den applicerade spänningen inte överskrider kondensatorns arbetsspänning.
Relaterade artiklar:
