Szeregowe sprzężenie kondensatorów: wzór

W ramach połączenia szeregowego oznaczają przypadki, w których dwa lub więcej elementów ma postać łańcucha, a każdy z nich jest połączony z drugim tylko w jednym punkcie. Dlaczego kondensatory są umieszczane w ten sposób? Jak to zrobić dobrze? Co powinieneś wiedzieć? Jakie są funkcje połączenie szeregowe ma w praktyce kondensatory? Jaka jest formuła wyniku?

Co musisz wiedzieć o poprawnym połączeniu?

Niestety, ale nie wszystko jest tak łatwe, jak mogłoby się wydawać. Wielu początkujących uważa, że ​​jeśli jest napisane na schemacie, że element jest niezbędny dla 49 mikrofaradów, wystarczy go po prostu wziąć i zainstalować (lub zastąpić odpowiednikiem). Ale trudno jest wybrać niezbędne parametry nawet w profesjonalnym warsztacie. A co zrobić, jeśli nie ma żadnych niezbędnych elementów? Załóżmy, że jest taka sytuacja: potrzebny jest kondensator na 100 mikrofaradów, a dla 47 istnieje kilka elementów. Nie zawsze jest możliwe zainstalowanie go. Wejdź na rynek radiowy dla jednego kondensatora? Niekoniecznie. Wystarczy połączyć kilka elementów. Istnieją dwa główne sposoby: szeregowe i równoległe połączenie kondensatorów. Tutaj porozmawiamy o pierwszym. Ale jeśli mówimy o szeregowym połączeniu cewki i kondensatora, to nie ma specjalnych problemów.

Dlaczego tak się dzieje?

Kiedy takie manipulacje są przeprowadzane z nimi, ładunki elektryczne na tablicach poszczególnych elementów będzie równa: КЕ = К ₁ = К ₂ = К ₃ . KE - pojemność końcowa, K - wartość przekazana kondensatora. Dlaczego tak jest? Gdy ładunki pochodzą ze źródła zasilania na zewnętrzne płytki, wartość może zostać przeniesiona na wewnętrzne, co jest wartością elementu o najmniejszych parametrach. Oznacza to, że jeśli weźmiesz kondensator na 3 mikrofarady, a po podłączeniu na 1 mikrofaradzie - wynik końcowy będzie wynosił 1 mikrofaradę. Oczywiście na pierwszym można zaobserwować wartość 3 μF. Ale drugi element nie będzie w stanie tak bardzo tęsknić i odetnie wszystko, co jest większe od wymaganej wartości, pozostawiając dużą pojemność oryginalnego kondensatora. Spójrzmy na to, co należy obliczyć, gdy wykonywane jest połączenie szeregowe kondensatorów. Formuła:

H = KE / OEK

• OE - całkowita pojemność;
• H - napięcie;
• KE - ostateczna pojemność.

Co jeszcze musisz wiedzieć, aby prawidłowo podłączyć kondensatory?

Na początek nie zapominaj, że oprócz pojemności nadal mają napięcie znamionowe. Dlaczego? Kiedy powstaje połączenie szeregowe, napięcie jest dystrybuowane odwrotnie proporcjonalnie do ich pojemności między sobą. Dlatego takie podejście ma sens tylko w przypadkach, gdy każdy kondensator może zapewnić minimalne niezbędne parametry operacyjne. Jeżeli używane są elementy o tej samej pojemności, napięcie między nimi zostanie podzielone równo. Istnieje również niewielka uwaga dotycząca kondensatorów elektrolitycznych: podczas pracy z nimi należy zawsze dokładnie kontrolować ich biegunowość. Bo jeśli zignorujesz ten czynnik, szeregowe połączenie kondensatorów może dać szereg niepożądanych efektów. I dobrze, jeśli wszystko jest ograniczone tylko do rozkładu tych elementów. Pamiętaj, że kondensatory gromadzą prąd, a jeśli coś pójdzie nie tak, może wystąpić precedens w zależności od obwodu, w wyniku czego inne elementy obwodu ulegną awarii.

Prąd w połączeniu szeregowym

Ze względu na to, że ma tylko jedną możliwą ścieżkę przepływu, będzie mieć tę samą wartość dla wszystkich kondensatorów. W tym przypadku ilość nagromadzonego ładunku wszędzie ma tę samą wartość. To nie zależy od pojemności. Zobacz wszystkie obwody kondensatorów serii. Właściwa podszewka pierwszego jest połączona z lewą sekundą i tak dalej. Jeśli zostanie użytych więcej niż 1 element, niektóre z nich zostaną odizolowane od wspólnego obwodu. W ten sposób efektywny obszar płyt staje się mniejszy i jest równy parametrom najmniejszego kondensatora. Jakie fizyczne zjawisko jest podstawą tego procesu? Faktem jest, że gdy tylko kondensator zostanie napełniony ładunkiem elektrycznym, przestaje przepuszczać prąd. A potem nie może przepłynąć przez łańcuch. Pozostałe kondensatory w tym przypadku również nie mogą ładować.

Spadek napięcia i całkowita pojemność

Każdy element rozprasza się stopniowo. Biorąc pod uwagę, że pojemność jest odwrotnie proporcjonalna do niego, im mniejsza, tym większy będzie spadek. Jak wspomniano wcześniej, kondensatory połączone szeregowo mają taki sam ładunek elektryczny. Dlatego, gdy wszystkie wyrażenia są podzielone przez całkowitą wartość, można uzyskać równanie, które pokaże całą pojemność. W tej serii i równoległe połączenie kondensatorów znacznie się różnią.

Przykładowy numer 1

Wykorzystajmy formuły przedstawione w artykule i obliczyć kilka praktycznych problemów. Mamy więc trzy kondensatory. Ich pojemność wynosi: C1 = 25 μF, C2 = 30 μF i C3 = 20 μF. Są połączone szeregowo. Konieczne jest znalezienie ich całkowitej pojemności. Używamy odpowiedniego równania 1 / С: 1 / С1 + 1 / С2 + 1 / С3 = 1/25 + 1/30 + 1/20 = 37/300. Tłumaczymy na mikrofarady, a całość pojemność kondensatora z połączeniem szeregowym (a grupa w tym przypadku liczy się jako jeden element) wynosi około 8,11 μF.

Przykładowy numer 2

Rozwiążmy jeszcze jedno zadanie, aby skonsolidować podstawy. Jest 100 kondensatorów. Pojemność każdego elementu to 2 mikrofarady. Konieczne jest określenie ich całkowitej pojemności. Konieczne jest pomnożenie ich liczby przez charakterystykę: 100 * 2 = 200 uF. Łączna pojemność dla połączenia szeregowego wynosi 200 mikrofaradów. Jak widać, nic skomplikowanego.

Wniosek

Tak więc opracowaliśmy aspekty teoretyczne, zdemontowaliśmy formuły i cechy poprawnego połączenia kondensatorów (sekwencyjnie), a nawet rozwiązaliśmy kilka problemów. Chciałbym przypomnieć czytelnikom, aby nie przeoczyli wpływu napięcia znamionowego. Pożądane jest również wybranie elementów tego samego rodzaju (mika, ceramika, metal-papier, folia). Wtedy szeregowe połączenie kondensatorów będzie w stanie dać nam największy korzystny efekt.