I condensatori, come i resistori, possono essere collegati in serie o in parallelo. Consideriamo il collegamento dei condensatori: a cosa serve ciascuno dei circuiti e le loro caratteristiche finali.

Questo schema è il più comune. In esso, le piastre del condensatore sono collegate tra loro, formando una capacità equivalente pari alla somma delle capacità collegate.

Quando si collegano i condensatori elettrolitici in parallelo, è necessario che i terminali della stessa polarità siano collegati tra loro.

La particolarità di questa connessione è tensione uguale su tutti i condensatori collegati. La tensione nominale di un gruppo di condensatori collegati in parallelo è uguale alla tensione operativa del condensatore del gruppo per il quale è minima.

Le correnti che fluiscono attraverso i condensatori del gruppo sono diverse: una corrente maggiore scorrerà attraverso un condensatore con una capacità maggiore.

In pratica, un collegamento in parallelo viene utilizzato per ottenere una capacità della dimensione richiesta quando non rientra nell'intervallo prodotto dall'industria o non rientra in una serie standard di condensatori. Nei sistemi di controllo del fattore di potenza (cos ϕ), la variazione di capacità avviene a causa della connessione o disconnessione automatica dei condensatori in parallelo.

In una connessione in serie, le piastre del condensatore sono collegate tra loro, formando una catena. Le piastre esterne sono collegate alla sorgente e la stessa corrente scorre attraverso tutti i condensatori del gruppo.

La capacità equivalente dei condensatori collegati in serie è limitata alla capacità più piccola del gruppo. Ciò è spiegato dal fatto che non appena è completamente carico, la corrente si interromperà. È possibile calcolare la capacità totale di due condensatori collegati in serie utilizzando la formula

Ma applicazione connessione seriale per ottenere valori di capacità non standard non è così comune come il parallelo.

Nel collegamento in serie la tensione di alimentazione viene distribuita tra i condensatori del gruppo. Questo ti permette di ottenere un banco di condensatori progettati per tensioni più elevate superiore alla tensione nominale dei suoi componenti. Pertanto, i blocchi in grado di resistere alle alte tensioni sono realizzati con condensatori economici e piccoli.

Un altro campo di applicazione del collegamento in serie dei condensatori è legato alla ridistribuzione delle tensioni tra di loro. Se le capacità sono le stesse, la tensione viene divisa a metà, altrimenti la tensione su un condensatore con capacità maggiore è maggiore; Viene chiamato un dispositivo che funziona secondo questo principio partitore di tensione capacitivo.

Collegamento misto di condensatori

Tali circuiti esistono, ma in dispositivi speciali che richiedono un'elevata precisione nell'ottenimento del valore della capacità, nonché per la loro precisa regolazione.

Molti appassionati di elettronica alle prime armi nel processo di assemblaggio di un dispositivo fatto in casa hanno una domanda: "Come collegare correttamente i condensatori?"

Sembrerebbe, perché è necessario, perché se diagramma schematicoè indicato che in questo posto Il circuito deve avere installato un condensatore da 47 microfarad, quindi prendiamolo e installiamolo. Ma devi ammettere che nell'officina anche di un appassionato ingegnere elettronico potrebbe non esserci un condensatore con la potenza richiesta!

Una situazione simile può verificarsi durante la riparazione di qualsiasi dispositivo. Ad esempio, hai bisogno di un condensatore elettrolitico con una capacità di 1000 microfarad, ma ne hai solo due o tre a portata di mano con una capacità di 470 microfarad. Impostare 470 microfarad invece dei 1000 richiesti? No, questo non è sempre accettabile. Quindi cosa dovremmo fare? Andare al mercatino della radio a diverse decine di chilometri di distanza e comprare la parte mancante?

Come uscire da questa situazione? Puoi collegare diversi condensatori e di conseguenza ottenere la capacità di cui abbiamo bisogno. In elettronica, ci sono due modi per collegare i condensatori: parallelo E sequenziale.

In realtà assomiglia a questo:

Connessione parallela

Diagramma schematico del collegamento in parallelo

Connessione seriale

Diagramma schematico della connessione seriale

È anche possibile combinare connessioni parallele e seriali. Ma in pratica è improbabile che tu ne abbia bisogno.

Come calcolare la capacità totale dei condensatori collegati?

Alcune semplici formule ci aiuteranno in questo. Non avere dubbi, se lavori nel campo dell'elettronica, queste semplici formule ti aiuteranno prima o poi.

Capacità totale dei condensatori collegati in parallelo:

C 1 – capacità del primo;

C 2 – capacità del secondo;

C 3 – capacità del terzo;

CN – capacità N il condensatore;

Ctot è la capacità totale del condensatore composito.

Come puoi vedere, quando colleghi i contenitori in parallelo, devi solo piegarli!

Attenzione! Tutti i calcoli devono essere effettuati nelle stesse unità. Se eseguiamo calcoli in microfarad, dobbiamo indicare la capacità C1, C2 in microfarad. Il risultato sarà ottenuto anche in microfarad. Questa regola deve essere seguita, altrimenti gli errori non possono essere evitati!

Per evitare di commettere errori durante la conversione da microfarad a picofarad e da nanofarad a microfarad, è necessario conoscere la notazione abbreviata dei valori numerici. La tabella ti aiuterà anche in questo. Indica i prefissi utilizzati per la notazione breve e i fattori con cui è possibile ricalcolare. Leggi di più su questo argomento.

La capacità di due condensatori collegati in serie può essere calcolata utilizzando un'altra formula. Sarà un po' più complicato:

Attenzione! Questa formula è valida solo per due condensatori! Se ce ne sono di più, sarà necessaria una formula diversa. È più confuso e in realtà non è sempre utile.

Oppure la stessa cosa, ma più comprensibile:

Se esegui diversi calcoli, vedrai che con un collegamento in serie, la capacità risultante sarà sempre inferiore a quella più piccola inclusa in questa catena. Cosa significa questo? Ciò significa che se si collegano in serie condensatori con una capacità di 5, 100 e 35 picofarad, la capacità totale sarà inferiore a 5.

Se per il collegamento in serie si utilizzano condensatori della stessa capacità, questa complicata formula si semplifica magicamente e assume la forma:

Qui, invece di una lettera M impostare il numero di condensatori e C1– la sua capacità.

Vale anche la pena ricordare una semplice regola:

Quando due condensatori con la stessa capacità sono collegati in serie, la capacità risultante sarà la metà della capacità di ciascuno di essi.

Pertanto, se colleghi due condensatori in serie, ciascuno con una capacità di 10 nanofarad, la capacità risultante sarà di 5 nanofarad.

Non sprechiamo parole, ma controlliamo il condensatore misurandone la capacità, e in pratica confermeremo la correttezza delle formule qui riportate.

Prendiamo due condensatori a film. Uno è di 15 nanofarad (0,015 µF) e l'altro è di 10 nanofarad (0,01 µF). Colleghiamoli in serie. Ora prendiamo un multimetro Victor VC9805+ e misurare la capacità totale dei due condensatori. Questo è ciò che otteniamo (vedi foto).

Misurazione della capacità nel collegamento in serie

La capacità del condensatore composito era di 6 nanofarad (0,006 microfarad)

Ora facciamo la stessa cosa, ma per una connessione parallela. Controlliamo il risultato utilizzando lo stesso tester (vedi foto).

Misura della capacità in collegamento in parallelo

Come puoi vedere, quando collegati in parallelo, la capacità dei due condensatori si somma e ammonta a 25 nanofarad (0,025 μF).

Cos'altro devi sapere per collegare correttamente i condensatori?

Innanzitutto non dimenticare che esiste un altro parametro importante: la tensione nominale.

Quando i condensatori sono collegati in serie, la tensione tra loro è distribuita in modo inversamente proporzionale alla loro capacità. Pertanto, quando si collega in serie, ha senso utilizzare condensatori con una tensione nominale pari a quella del condensatore, al posto del quale ne installiamo uno composito.

Se vengono utilizzati condensatori con la stessa capacità, la tensione tra loro verrà divisa equamente.

Per condensatori elettrolitici.

Collegamento in serie degli elettroliti

Schema di collegamento seriale

Inoltre, non dimenticare la tensione nominale. In un collegamento in parallelo, ciascuno dei condensatori coinvolti deve avere la stessa tensione nominale come se avessimo inserito un condensatore nel circuito. Cioè, se è necessario installare nel circuito un condensatore con una tensione nominale di 35 volt e una capacità, ad esempio, di 200 microfarad, al suo posto è possibile collegare in parallelo due condensatori da 100 microfarad e 35 volt. Se almeno uno di essi ha una tensione nominale inferiore (ad esempio 25 volt), presto fallirà.

È consigliabile che per un condensatore composito vengano selezionati condensatori dello stesso tipo (pellicola, ceramica, mica, carta metallica). Sarebbe meglio se fossero presi dallo stesso lotto, poiché in questo caso la diffusione dei parametri sarà ridotta.

Naturalmente è possibile anche un collegamento misto (combinato), ma nella pratica non viene utilizzato (non l'ho visto). Il calcolo della capacità per una connessione mista di solito spetta a chi risolve problemi di fisica o supera gli esami :)

Coloro che sono seriamente interessati all'elettronica devono sicuramente sapere come collegare correttamente i resistori e calcolare la loro resistenza totale!

Per ottenere la capacità richiesta o per tensioni superiori alla tensione nominale, i condensatori possono essere collegati in serie o in parallelo. Qualsiasi connessione complessa è costituita da diverse combinazioni di connessioni seriali e parallele.

Nel collegamento in serie, i condensatori sono collegati in modo tale che solo il primo e l'ultimo condensatore siano collegati alla sorgente fem/corrente di una delle loro armature. La carica è la stessa su tutte le piastre, ma quelle esterne vengono caricate dalla sorgente e quelle interne si formano solo a causa della separazione delle cariche che precedentemente si neutralizzavano a vicenda. In questo caso la carica dei condensatori nella batteria è inferiore a quella che avrebbero se ciascun condensatore fosse collegato separatamente. Di conseguenza, la capacità totale della batteria di condensatori è inferiore.

Le tensioni in questa sezione del circuito sono correlate come segue:

Sapendo che la tensione del condensatore può essere rappresentata in termini di carica e capacità, scriviamo:

Riducendo l'espressione per Q, otteniamo la formula familiare:

Da dove deriva la capacità equivalente di una batteria di condensatori collegati in serie:

Quando i condensatori sono collegati in parallelo, la tensione sulle armature è la stessa, ma le cariche sono diverse.

La quantità di carica totale ricevuta dai condensatori è uguale alla somma delle cariche di tutti i condensatori collegati in parallelo. Nel caso di una batteria di due condensatori:

Dalla carica del condensatore

E le tensioni su ciascuno dei condensatori sono uguali, otteniamo la seguente espressione per la capacità equivalente di due condensatori collegati in parallelo

Esempio 1

Qual è la capacità risultante di 4 condensatori collegati in serie e in parallelo, se è noto che C 1 = 10 µF, C 2 = 2 µF, C 3 = 5 µF e C 4 = 1 µF?

Con un collegamento in serie, la capacità totale è:

Con una connessione in parallelo, la capacità totale è:

Esempio 2

Determina la capacità risultante di un gruppo di condensatori collegati in serie-parallelo, se è noto che C 1 = 7 µF, C 2 = 2 µF, C 3 = 1 µF.

Quasi tutte le schede elettroniche utilizzano condensatori e sono installati anche nei circuiti di alimentazione. Affinché un componente possa svolgere le sue funzioni, deve avere determinate caratteristiche. A volte si verifica una situazione in cui un elemento necessario non è in vendita o il suo prezzo è irragionevolmente alto.

È possibile uscire da questa situazione utilizzando diversi elementi e le caratteristiche necessarie si ottengono utilizzando connessioni parallele e in serie di condensatori tra loro.

Una piccola teoria

Un condensatore è un componente elettronico passivo, con un valore di capacità variabile o costante, progettato per accumulare carica ed energia da un campo elettrico.

Nella scelta di questi componenti elettronici, siamo guidati da due caratteristiche principali:

Il simbolo di un condensatore permanente non polare nel diagramma è mostrato in Fig. 1, a. Per polare componente elettronico Inoltre, si nota una conclusione positiva - Fig. 1, b.

Metodi per collegare i condensatori

La composizione di banchi di condensatori consente di modificare la capacità totale o la tensione operativa. A tale scopo è possibile utilizzare i seguenti metodi di connessione:

• sequenziale;
• parallelo;
• misto.

Connessione seriale

Il collegamento in serie dei condensatori è mostrato in Fig. 1, c. Questo collegamento viene utilizzato principalmente per aumentare la tensione operativa. Il fatto è che i dielettrici di ciascun elemento si trovano uno dietro l'altro, quindi con questa connessione le tensioni si sommano.

Capacità totale gli elementi collegati in serie possono essere calcolati utilizzando la formula, che per tre componenti avrà la forma mostrata in Fig. 1, e.

Dopo la trasformazione in una forma a noi più familiare, la formula assumerà la forma di Fig. 1, f.

Se i componenti collegati in serie hanno le stesse capacità il calcolo risulta notevolmente semplificato. In questo caso, il valore totale può essere determinato dividendo il valore di un elemento per il suo numero. Ad esempio, se è necessario determinare qual è la capacità quando due condensatori da 100 μF sono collegati in serie, questo valore può essere calcolato dividendo 100 μF per due, ovvero la capacità totale è 50 μF.

Semplifica il più possibile calcoli di componenti collegati in serie, consente l'utilizzo di calcolatori online, che possono essere trovati senza problemi su Internet.

Connessione parallela

Il collegamento in parallelo dei condensatori è mostrato in Fig. 1, g. Con questa connessione, la tensione operativa non cambia e le capacità vengono aggiunte. Pertanto, per ottenere batterie grande capacità, utilizzare il collegamento in parallelo dei condensatori. Non è necessaria una calcolatrice per calcolare la capacità totale, poiché la formula ha la forma più semplice:

Somma C = C1 + C2 + C3.

Quando si assembla una batteria per avviare motori elettrici asincroni trifase, viene spesso utilizzata una connessione parallela di condensatori elettrolitici. Ciò è dovuto alla grande capacità di questo tipo di elemento e al breve tempo di avviamento del motore elettrico. Questa modalità di funzionamento dei componenti elettrolitici è accettabile, ma è necessario scegliere quegli elementi la cui tensione nominale è almeno il doppio della tensione di rete.

Inclusione mista

Collegamento misto di condensatori - una combinazione di connessioni parallele e seriali.

Schematicamente, una tale catena potrebbe apparire diversa. A titolo di esempio si consideri il diagramma riportato in Fig. 1, d. La batteria è composta da sei elementi, di cui C1, C2, C3 sono collegati in parallelo e C4, C5, C6 sono collegati in serie.

La tensione operativa può essere determinata sommando le tensioni nominali C4, C5, C6 e la tensione di uno dei condensatori collegati in parallelo. Se gli elementi collegati in parallelo hanno tensioni nominali diverse, per il calcolo viene presa la minore delle tre.

Per determinare la capacità totale, il circuito è diviso in sezioni con la stessa connessione di elementi, per queste sezioni vengono effettuati i calcoli, dopo di che viene determinato il valore totale.

Per il nostro schema, la sequenza dei calcoli è la seguente:

1. Determiniamo la capacità degli elementi collegati in parallelo e la denotiamo C 1-3.
2. Calcoliamo la capacità degli elementi collegati in serie C 4-6.
3. A questo punto, puoi disegnare un circuito equivalente semplificato, in cui, invece di sei elementi, ne vengono raffigurati due: C 1-3 e C 4-6. Questi elementi del circuito sono collegati in serie. Resta da calcolare tale connessione e otterremo quella desiderata.

Nella vita, una conoscenza dettagliata delle connessioni miste può essere utile solo ai radioamatori.

Possono essere collegati tra loro in vari modi. In tutti i casi è possibile trovare la capacità di qualche condensatore equivalente, che può sostituire una serie di condensatori interconnessi.

Per un condensatore equivalente, è soddisfatta la seguente condizione: se la tensione fornita alle armature di un condensatore equivalente è uguale alla tensione fornita ai terminali esterni di un gruppo di condensatori, allora il condensatore equivalente accumulerà la stessa carica del gruppo di condensatori.

Collegamento in parallelo di condensatori

Nella fig. La Figura 1 mostra una connessione in parallelo di più condensatori. In questo caso le tensioni fornite ai singoli condensatori sono le stesse: U1 = U2 = U3 = U. Le cariche sulle armature dei singoli condensatori: Q1 = C1U, Q 2 = C 2U, Q 3 = C 3U, e la carica ricevuta dalla sorgente Q = Q1 + Q2 + Q3.

Riso. 1. Schema di collegamento in parallelo dei condensatori

Capacità totale di un condensatore equivalente:

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

cioè, quando i condensatori sono collegati in parallelo, la capacità totale è uguale alla somma delle capacità dei singoli condensatori.

Riso. 2. Metodi per collegare i condensatori

Collegamento in serie di condensatori

Quando si collegano i condensatori in serie (Fig. 3) sulle piastre dei singoli condensatori cariche elettriche uguali in grandezza: Q1 = Q2 = Q3 = Q

Infatti, dalla fonte di alimentazione, le cariche vengono fornite solo alle piastre esterne della catena di condensatori e sulle piastre interne interconnesse dei condensatori adiacenti si verifica solo un trasferimento della stessa entità di carica da una piastra all'altra (l'induzione elettrostatica è osservato), quindi su di essi compaiono quantità uguali e cariche elettriche opposte.

Riso. 3. Schema di collegamento in serie dei condensatori

Le tensioni tra le armature dei singoli condensatori quando collegati in serie dipendono dalle capacità dei singoli condensatori: U1 = Q/C1, U1 = Q/C 2, U1 = Q/C 3 e la tensione totale U = U1 + U2 +U3

La capacità totale di un condensatore equivalente (equivalente) è C = Q / U = Q / (U1 + U2 + U3), cioè, quando i condensatori sono collegati in serie, il reciproco della capacità totale è uguale alla somma dei reciproci delle capacità dei singoli condensatori.

Le formule per le capacità equivalenti sono simili alle formule per le conduttività equivalenti.

Esempio 1. Tre condensatori, le cui capacità C1 = 20 μF, C2 = 25 μF e C3 = 30 μF, sono collegati in serie, è necessario determinare la capacità totale.

La capacità totale è determinata dall'espressione 1/C = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3 = 1/20 + 1/25 + 1/30 = 37/300, da cui C = 8,11 μF.

Esempio 2. 100 condensatori con una capacità di 2 μF ciascuno sono collegati in parallelo. Determinare la capacità totale. Capacità totale C = 100 Sc = 200 microfarad.