A kondenzátorok az ellenállásokhoz hasonlóan sorba vagy párhuzamosan is kapcsolhatók. Tekintsük a kondenzátorok csatlakoztatását: mire használják az egyes áramköröket, és azok végső jellemzőit.

Ez a séma a leggyakoribb. Ebben a kondenzátorlemezek egymáshoz vannak kötve, és a csatlakoztatott kapacitások összegével megegyező ekvivalens kapacitást képeznek.

Az elektrolit kondenzátorok párhuzamos csatlakoztatásakor szükséges, hogy az azonos polaritású kivezetések legyenek egymáshoz kötve.

Ennek a kapcsolatnak a sajátossága az egyenlő feszültség az összes csatlakoztatott kondenzátoron. A párhuzamosan kapcsolt kondenzátorok egy csoportjának névleges feszültsége megegyezik a csoportkondenzátor üzemi feszültségével, amelynél minimális.

A csoport kondenzátorain átfolyó áramok különbözőek: nagyobb áram fog átfolyni egy nagyobb kapacitású kondenzátoron.

A gyakorlatban párhuzamos kapcsolást használnak a szükséges méretű kapacitás eléréséhez, ha az kívül esik az ipar által előállított tartományon, vagy nem fér bele egy szabványos kondenzátorsorozatba. A teljesítménytényező-szabályozási rendszerekben (cos ϕ) a kapacitás változása a kondenzátorok párhuzamos párhuzamos be- vagy lekapcsolása miatt következik be.

Soros kapcsolásban a kondenzátorlapok egymáshoz kapcsolódnak, láncot alkotva. A külső lemezek a forráshoz csatlakoznak, és ugyanaz az áram folyik át a csoport összes kondenzátorán.

A sorosan kapcsolt kondenzátorok egyenértékű kapacitása a csoport legkisebb kapacitására korlátozódik. Ez azzal magyarázható, hogy amint teljesen feltöltődik, az áram leáll. Két sorosan kapcsolt kondenzátor teljes kapacitását a képlet segítségével számíthatja ki

De alkalmazás soros csatlakozás a nem szabványos kapacitásbesorolások megszerzése nem olyan gyakori, mint a párhuzamos.

Soros kapcsolásnál a tápfeszültség eloszlik a csoport kondenzátorai között. Ez lehetővé teszi, hogy megkapja nagyobb feszültségre tervezett kondenzátorcsoport mint alkatrészeinek névleges feszültsége. Tehát olcsó és kis kondenzátorokból készülnek a nagyfeszültségnek ellenálló blokkok.

A kondenzátorok soros csatlakoztatásának másik alkalmazási területe a feszültségek közötti újraelosztáshoz kapcsolódik. Ha a kapacitások azonosak, akkor a feszültség fele-fele arányban van, ha nem, akkor a nagyobb kapacitású kondenzátor feszültsége nagyobb. Ezen az elven működő készüléket ún kapacitív feszültségosztó.

Kondenzátorok vegyes csatlakozása

Ilyen áramkörök léteznek, de speciális célú eszközökben, amelyek nagy pontosságot igényelnek a kapacitásérték megszerzésében, valamint pontos beállításukban.

Sok kezdő elektronika-rajongónak a házi készítésű eszköz összeszerelése során felmerül a kérdés: „Hogyan kell helyesen csatlakoztatni a kondenzátorokat?”

Úgy tűnik, miért van erre szükség, mert ha sematikus diagram jelzi, hogy in ezt a helyet Az áramkörbe 47 mikrofarados kondenzátort kell telepíteni, szóval vegyük és szereljük fel. De el kell ismernie, hogy még egy lelkes elektronikai mérnök műhelyében sem lehet megfelelő teljesítményű kondenzátor!

Hasonló helyzet adódhat bármely eszköz javítása során. Például szüksége van egy 1000 mikrofarad kapacitású elektrolit kondenzátorra, de csak kettő vagy három van kéznél, 470 mikrofarad kapacitással. 470 mikrofarádot állít be a szükséges 1000 helyett? Nem, ez nem mindig elfogadható. Szóval mit tegyünk? Elmenni a több tíz kilométerre lévő rádiópiacra, és megvenni a hiányzó részt?

Hogyan lehet kikerülni ebből a helyzetből? Több kondenzátort is csatlakoztathat, és ennek eredményeként megkaphatja a szükséges kapacitást. Az elektronikában a kondenzátorok csatlakoztatásának két módja van: párhuzamosÉs egymás utáni.

A valóságban ez így néz ki:

Párhuzamos kapcsolat

Párhuzamos csatlakozás sematikus diagramja

Soros csatlakozás

A soros csatlakozás sematikus rajza

Lehetőség van párhuzamos és soros csatlakozások kombinálására is. De a gyakorlatban nem valószínű, hogy erre lesz szüksége.

Hogyan lehet kiszámítani a csatlakoztatott kondenzátorok teljes kapacitását?

Néhány egyszerű képlet segít ebben. Semmi kétség, ha elektronikával dolgozik, ezek az egyszerű képletek előbb-utóbb segíteni fognak.

A párhuzamosan kapcsolt kondenzátorok teljes kapacitása:

C 1 – az első kapacitása;

C 2 – a második kapacitása;

C 3 – a harmadik kapacitása;

C N – kapacitás N th kondenzátor;

A Ctot a kompozit kondenzátor teljes kapacitása.

Mint látható, a konténerek párhuzamos csatlakoztatásakor csak össze kell hajtani őket!

Figyelem! Minden számítást ugyanabban a mértékegységben kell elvégezni. Ha mikrofaradban végezzük a számításokat, akkor meg kell adni a kapacitást C 1, C 2 mikrofaradokban. Az eredményt mikrofaradokban is megkapjuk. Ezt a szabályt be kell tartani, különben nem lehet elkerülni a hibákat!

Ahhoz, hogy elkerülje a hibákat a mikrofaradok pikofaradokká és a nanofaradok mikrofaradokká konvertálásakor, ismernie kell a számértékek rövidített jelölését. A táblázat ebben is segítségedre lesz. Jelzi a rövid jelölésekhez használt előtagokat és azokat a tényezőket, amelyekkel újra lehet számítani. Olvasson erről bővebben.

Két sorba kapcsolt kondenzátor kapacitása egy másik képlettel számítható ki. Kicsit bonyolultabb lesz:

Figyelem! Ez a képlet csak két kondenzátorra érvényes! Ha több van, akkor más képletre lesz szükség. Ez zavaróbb, és a valóságban nem mindig hasznos.

Vagy ugyanaz, de érthetőbb:

Ha több számítást is végez, látni fogja, hogy soros kapcsolás esetén a kapott kapacitás mindig kisebb lesz, mint az ebben a láncban szereplő legkisebb kapacitás. Ez mit jelent? Ez azt jelenti, hogy ha 5, 100 és 35 picofarad kapacitású kondenzátorokat köt sorba, a teljes kapacitás 5-nél kisebb lesz.

Ha azonos kapacitású kondenzátorokat használnak soros csatlakozáshoz, ez a nehézkes képlet varázslatosan leegyszerűsödik, és a következő formát ölti:

Itt levél helyett M állítsa be a kondenzátorok számát, és C 1– kapacitása.

Érdemes megjegyezni egy egyszerű szabályt is:

Ha két azonos kapacitású kondenzátort sorba kapcsolunk, a kapott kapacitás mindegyik kapacitásának a fele lesz.

Így, ha sorba kötünk két, egyenként 10 nanofarad kapacitású kondenzátort, a kapott kapacitás 5 nanofarad lesz.

Ne vesztegessünk szót, hanem a kapacitás mérésével ellenőrizzük a kondenzátort, és a gyakorlatban megerősítjük az itt látható képletek helyességét.

Vegyünk két filmkondenzátort. Az egyik 15 nanofarad (0,015 µF), a másik pedig 10 nanofarad (0,01 µF). Most vegyünk egy multimétert Victor VC9805+ és mérjük meg a két kondenzátor összkapacitását. Ezt kapjuk (lásd a fotót).

Kapacitás mérés soros csatlakozásnál

A kompozit kondenzátor kapacitása 6 nanofarad (0,006 mikrofarad) volt.

Most tegyük ugyanezt, de párhuzamos kapcsolathoz. Ellenőrizzük az eredményt ugyanazzal a teszterrel (lásd a képet).

Kapacitásmérés párhuzamos kapcsolásban

Amint látható, párhuzamosan kapcsolva a két kondenzátor kapacitása összeadódik, és 25 nanofarad (0,025 μF) lesz.

Mit kell még tudni a kondenzátorok megfelelő csatlakoztatásához?

Először is ne felejtse el, hogy van egy másik fontos paraméter, a névleges feszültség.

Ha a kondenzátorokat sorba kötjük, a közöttük lévő feszültség fordítottan arányos a kapacitásukkal. Ezért soros csatlakoztatáskor célszerű olyan kondenzátorokat használni, amelyek névleges feszültsége megegyezik a kondenzátoréval, amelyek helyett kompozitot szerelünk be.

Ha azonos kapacitású kondenzátorokat használnak, akkor a köztük lévő feszültség egyenlően oszlik meg.

Elektrolit kondenzátorokhoz.

Elektrolitok soros csatlakozása

Soros csatlakozási rajz

Ne feledkezzünk meg a névleges feszültségről sem. Párhuzamos kapcsolásnál minden érintett kondenzátornak ugyanolyan névleges feszültségűnek kell lennie, mintha egy kondenzátort helyeztünk volna el az áramkörben. Vagyis ha 35 V névleges feszültségű és például 200 mikrofarad kapacitású kondenzátort kell telepítenie az áramkörbe, akkor helyette párhuzamosan csatlakoztathat két 100 mikrofarad és 35 voltos kondenzátort. Ha legalább az egyiknek kisebb a névleges feszültsége (például 25 V), akkor hamarosan meghibásodik.

Kompozit kondenzátorhoz ajánlatos azonos típusú kondenzátorokat választani (fólia, kerámia, csillám, fém-papír). A legjobb, ha ugyanabból a kötegből veszik őket, mivel ebben az esetben a paraméterek terjedése kicsi lesz.

Természetesen vegyes (kombinált) kapcsolat is lehetséges, de a gyakorlatban nem használják (nem láttam). A vegyes csatlakozásnál a kapacitás számítása általában azokra hárul, akik fizika feladatokat oldanak meg vagy vizsgáznak :)

Aki komolyan érdeklődik az elektronika iránt, annak feltétlenül tudnia kell, hogyan kell helyesen csatlakoztatni az ellenállásokat, és ki kell számítania a teljes ellenállásukat!

A szükséges kapacitás eléréséhez vagy a névleges feszültséget meghaladó feszültségek esetén a kondenzátorok sorba vagy párhuzamosan kapcsolhatók. Bármely összetett kapcsolat soros és párhuzamos kapcsolatok több kombinációjából áll.

Soros kapcsolásnál a kondenzátorok úgy vannak bekötve, hogy csak az első és az utolsó kondenzátor csatlakozik valamelyik lemezük emf/áramforrásához. A töltés minden lemezen azonos, de a külsők a forrásból töltődnek, a belsők pedig csak a korábban egymást semlegesítő töltések szétválása miatt jönnek létre. Ebben az esetben az akkumulátorban lévő kondenzátorok töltése kisebb, mintha minden kondenzátort külön csatlakoztatnának. Következésképpen a kondenzátortelep teljes kapacitása kisebb.

Az áramkör ezen szakaszában a feszültségek a következőképpen kapcsolódnak:

Tudva, hogy a kondenzátor feszültsége töltésben és kapacitásban is ábrázolható, ezt írjuk:

A kifejezést Q-val redukálva az ismerős képletet kapjuk:

Honnan származik a sorba kapcsolt kondenzátorok egyenértékű kapacitása:

Ha a kondenzátorokat párhuzamosan csatlakoztatjuk, a lemezeken a feszültség azonos, de a töltések eltérőek.

A kondenzátorok által kapott teljes töltés mértéke megegyezik az összes párhuzamosan kapcsolt kondenzátor töltéseinek összegével. Két kondenzátorból álló akkumulátor esetén:

A kondenzátor töltése óta

És a feszültségek mindegyik kondenzátoron egyenlőek, a következő kifejezést kapjuk két párhuzamosan kapcsolt kondenzátor egyenértékű kapacitására

1. példa

Mekkora az eredő kapacitása 4 sorosan és párhuzamosan kapcsolt kondenzátornak, ha ismert, hogy C 1 = 10 µF, C 2 = 2 µF, C 3 = 5 µF és C 4 = 1 µF?

Soros csatlakozás esetén a teljes kapacitás:

Párhuzamos csatlakozás esetén a teljes kapacitás:

2. példa

Határozzuk meg egy sorosan párhuzamosan kapcsolt kondenzátorcsoport eredő kapacitását, ha ismert, hogy C 1 = 7 µF, C 2 = 2 µF, C 3 = 1 µF!

Szinte minden elektronikus kártya kondenzátorokat használ, és tápáramkörökbe is beépítik. Ahhoz, hogy egy komponens elláthassa funkcióit, rendelkeznie kell bizonyos jellemzőkkel. Néha olyan helyzet adódik, amikor egy szükséges elem nincs eladó, vagy az ára indokolatlanul magas.

Ebből a helyzetből több elem felhasználásával lehet kijutni, és a szükséges jellemzőket a kondenzátorok egymással párhuzamos és soros összekötésével lehet elérni.

Egy kis elmélet

A kondenzátor egy passzív elektronikus alkatrész, változó vagy állandó kapacitásértékkel, amelyet arra terveztek, hogy elektromos mezőből töltést és energiát halmozzon fel.

Ezen elektronikus alkatrészek kiválasztásakor két fő jellemzőt vesszük figyelembe:

Az ábrán a nem poláris állandó kondenzátor szimbóluma látható. 1, a. A sarkihoz elektronikus alkatrész Ezenkívül egy pozitív következtetést is meg kell jegyezni - 1. ábra. 1, b.

A kondenzátorok csatlakoztatásának módszerei

A kondenzátor bankok összeállítása lehetővé teszi a teljes kapacitás vagy az üzemi feszültség megváltoztatását. Ehhez a következő csatlakozási módok használhatók:

• egymás utáni;
• párhuzamos;
• vegyes.

Soros csatlakozás

A kondenzátorok soros kapcsolása az ábrán látható. 1, c. Ez a csatlakozás elsősorban az üzemi feszültség növelésére szolgál. Az a helyzet, hogy az egyes elemek dielektrikumai egymás mögött helyezkednek el, így ezzel a kapcsolattal a feszültségek összeadódnak.

Teljes kapacitás A sorba kapcsolt elemek a képlettel számíthatók ki, amely három komponens esetén az ábrán látható alakot kapja. 1, e.

A számunkra ismertebb formára való átalakítás után a képlet az 1. ábra alakját veszi fel. 1, f.

Ha a sorba kapcsolt alkatrészek azonos kapacitással rendelkeznek, akkor a számítás nagymértékben leegyszerűsödik. Ebben az esetben a teljes érték úgy határozható meg, hogy egy elem értékét elosztjuk a számukkal. Például, ha meg kell határoznia, hogy mekkora a kapacitás, amikor két 100 μF-os kondenzátor sorba van kapcsolva, akkor ez az érték kiszámítható úgy, hogy 100 μF-ot osztunk kettővel, azaz a teljes kapacitás 50 μF.

Leegyszerűsítsd, amennyire csak lehetséges sorba kapcsolt alkatrészek számításai, lehetővé teszi az online számológépek használatát, amelyek gond nélkül megtalálhatók az interneten.

Párhuzamos kapcsolat

A kondenzátorok párhuzamos bekötését az ábra mutatja. 1, g Ezzel a csatlakozással az üzemi feszültség nem változik, és a kapacitások hozzáadódnak. Ezért az elemek beszerzéséhez nagy kapacitású, használja a kondenzátorok párhuzamos csatlakoztatását. A teljes kapacitás kiszámításához nincs szükség számológépre, mivel a képletnek a legegyszerűbb formája van:

C összeg = C 1 + C 2 + C 3.

A háromfázisú aszinkron villanymotorok indításához szükséges akkumulátor összeszerelésekor gyakran használják az elektrolit kondenzátorok párhuzamos csatlakoztatását. Ennek oka az ilyen típusú elemek nagy kapacitása és az elektromos motor rövid indítási ideje. Az elektrolitikus alkatrészek ilyen üzemmódja elfogadható, de olyan elemeket kell választani, amelyek névleges feszültsége legalább kétszerese a hálózati feszültségnek.

Vegyes befogadás

Kondenzátorok vegyes csatlakozása - párhuzamos és soros csatlakozások kombinációja.

Sematikusan egy ilyen lánc másképp nézhet ki. Példaként tekintsük az ábrán látható diagramot. 1, d Az akkumulátor hat elemből áll, amelyek közül a C1, C2, C3 párhuzamosan, a C4, C5, C6 pedig sorba van kötve.

Az üzemi feszültség a C4, C5, C6 névleges feszültségek és az egyik párhuzamosan kapcsolt kondenzátor feszültségének összeadásával határozható meg. Ha a párhuzamosan kapcsolt elemek eltérő névleges feszültségűek, akkor a három közül a kisebbet vesszük számításba.

A teljes kapacitás meghatározásához az áramkört szakaszokra osztják az elemek azonos csatlakozásával, ezekre a szakaszokra számításokat végeznek, majd meghatározzák a teljes értéket.

Sémánk esetében a számítások sorrendje a következő:

1. Meghatározzuk a párhuzamosan kapcsolt elemek kapacitását és jelöljük C 1-3.
2. Sorosan kapcsolt elemek kapacitását számítjuk ki C 4-6.
3. Ebben a szakaszban rajzolhat egy egyszerűsített ekvivalens áramkört, amelyben hat elem helyett kettő van ábrázolva - C 1-3 és C 4-6. Ezek az áramköri elemek sorba vannak kötve. Még ki kell számítani egy ilyen kapcsolatot, és megkapjuk a kívánt kapcsolatot.

Az életben a vegyes kapcsolatok részletes ismerete csak a rádióamatőrök számára lehet hasznos.

Különféle módon csatlakoztathatók egymáshoz. Minden esetben meg lehet találni egy ekvivalens kondenzátor kapacitását, amely egy sor összekapcsolt kondenzátort helyettesíthet.

Egy ekvivalens kondenzátor esetén a következő feltétel teljesül: ha az egyenértékű kondenzátor lapjaira táplált feszültség megegyezik a kondenzátorcsoport külső kapcsaira táplált feszültséggel, akkor az egyenértékű kondenzátor ugyanazt a töltést fogja felhalmozni, mint a kondenzátorcsoport kondenzátorok.

Kondenzátorok párhuzamos csatlakoztatása

ábrán. Az 1. ábra több kondenzátor párhuzamos csatlakoztatását mutatja. Ebben az esetben az egyes kondenzátorokra adott feszültségek megegyeznek: U1 = U2 = U3 = U. Az egyes kondenzátorok lemezeinek töltései: Q1 = C1U, Q 2 = C 2U, Q 3 = C 3U, ill. a forrásból kapott töltés Q = Q1 + Q2 + Q3.

Rizs. 1. Kondenzátorok párhuzamos kapcsolási rajza

Egy ekvivalens kondenzátor teljes kapacitása:

C = Q / U = (Q1 + Q2 + Q3) / U = C1 + C2 + C3,

vagyis ha a kondenzátorokat párhuzamosan csatlakoztatjuk, a teljes kapacitás megegyezik az egyes kondenzátorok kapacitásainak összegével.

Rizs. 2. A kondenzátorok csatlakoztatásának módjai

Kondenzátorok soros csatlakoztatása

A kondenzátorok sorba kapcsolásakor (3. ábra) az egyes kondenzátorok lapjain elektromos töltések nagysága egyenlő: Q1 = Q2 = Q3 = Q

Valójában az áramforrásból csak a kondenzátorok láncának külső lemezei kapnak töltést, és a szomszédos kondenzátorok összekapcsolt belső lemezein csak azonos nagyságú töltés átvitel történik egyik lemezről a másikra (az elektrosztatikus indukció megfigyelhető), ezért egyenlő mennyiségek és ellentétes elektromos töltések jelennek meg.

Rizs. 3. Kondenzátorok soros kapcsolási rajza

Az egyes kondenzátorok lapjai közötti feszültségek sorba kapcsolva az egyes kondenzátorok kapacitásától függenek: U1 = Q/C1, U1 = Q/C 2, U1 = Q/C 3, és a teljes feszültség U = U1 + U2 + U3

Egy ekvivalens (ekvivalens) kondenzátor teljes kapacitása C = Q / U = Q / (U1 + U2 + U3), azaz ha a kondenzátorok sorba vannak kapcsolva, akkor a teljes kapacitás reciproka megegyezik a reciprok összegével az egyes kondenzátorok kapacitásairól.

Az ekvivalens kapacitások képlete hasonló az ekvivalens vezetőképesség képletéhez.

1. példa Három kondenzátor, amelyek kapacitása C1 = 20 μF, C2 = 25 μF és C3 = 30 μF, sorba van kötve, meg kell határozni a teljes kapacitást.

A teljes kapacitást az 1/C = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3 = 1/20 + 1/25 + 1/30 = 37/300 kifejezésből határozzuk meg, amelyből C = 8,11 μF.

2. példa 100, egyenként 2 μF kapacitású kondenzátor van párhuzamosan csatlakoztatva. Határozza meg a teljes kapacitást. Teljes kapacitás C = 100 Sc = 200 mikrofarad.