Aproape toate circuitele electrice includ elemente capacitive. Condensatoarele sunt conectate împreună într-un circuit. Este esențial să le cunoaștem atât la calcul, cât și la instalare.
Conexiune în serie
Condensatorul sau, în limbajul comun, "capacitatea", este o parte necesară a fiecărui circuit electronic sau electric. Chiar și în gadgeturile moderne, este prezentă, deși într-o formă modificată.
Să ne amintim ce este acest element radio. Este un acumulator de sarcini electrice și energie, 2 plăci conductoare, între care se află un dielectric. Atunci când o sursă de curent continuu este aplicată pe plăci, un curent va trece prin dispozitiv pentru o perioadă scurtă de timp și acesta va fi încărcat la tensiunea sursei. Capacitatea sa este utilizată pentru a rezolva probleme tehnice.
Cuvântul în sine își are originea cu mult înainte de inventarea dispozitivului. Termenul a apărut atunci când oamenii credeau că electricitatea este un fel de lichid și că poate fi introdusă într-un recipient. Atunci când este aplicat la un condensator, este nefericit deoarece implică faptul că aparatul nu poate reține decât o cantitate finită de energie electrică. Deși nu este cazul, termenul a rămas neschimbat.
Cu cât plăcile sunt mai mari și cu cât distanța dintre ele este mai mică, cu atât mai mare este capacitatea condensatorului. Dacă capacele sale sunt conectate la un conductor, se va produce o descărcare rapidă prin acel conductor.
În centralele telefonice coordonate, semnalele sunt schimbate între dispozitive prin intermediul acestei funcții. Lungimea impulsurilor necesare pentru comenzi precum: "conectare linie", "răspuns abonat", "anulare", este reglată de valoarea capacității condensatorilor instalați în circuit.
Unitatea de măsură a capacității este 1 Farad. Deoarece aceasta este o valoare mare, se utilizează microfarade, picofarade și nanofarade (µF, pF, nF).
În practică, prin conectarea în serie, este posibilă creșterea tensiunii aplicate. În acest caz, cele două capace exterioare ale sistemului asamblat primesc tensiunea aplicată, iar capacele din interior sunt încărcate prin intermediul distribuției de sarcină. Această metodă este utilizată atunci când componentele necesare nu sunt disponibile, dar sunt disponibile în alte tensiuni nominale.
O alimentare de 250 V poate fi conectată la un circuit cu 2 condensatoare în serie conectate pentru 125 V.
În timp ce pentru curentul continuu, condensatorul este un obstacol din cauza distanței dielectrice, în cazul curentului alternativ este diferit. Pentru curenți de frecvențe diferite, ca și în cazul bobinelor și rezistențelor, rezistența condensatorului va varia. Curenții de înaltă frecvență trec bine, dar pentru cei de joasă frecvență se creează o barieră.
Operatorii radioamatori au o modalitate de a face acest lucru - ei conectează o lumină de 220V la radio în locul antenei printr-o capacitate de 220-500pF. Acesta va filtra curentul de 50 Hz și va permite trecerea curenților de înaltă frecvență. Această rezistență a condensatorului este ușor de calculat folosind formula pentru rezistența capacitivă:RC =1/6*f*C.
Unde:
- Rc este capacitatea, ohmi;
- f - frecvența curentului, Hz;
- C - capacitatea condensatorului, Ф;
- 6 este rotunjit la un număr întreg de 2π.
Dar nu numai tensiunea aplicată a unui circuit poate fi modificată prin utilizarea unui circuit similar. Acesta este modul în care se realizează modificările de capacitate în conexiunile în serie. Pentru a face mai ușor de reținut, au venit cu un indiciu conform căruia valoarea totală a capacității obținută prin alegerea unui astfel de circuit este întotdeauna mai mică decât cea mai mică dintre cele două incluse în lanț.
Dacă conectați în acest mod 2 părți cu aceeași capacitate, valoarea totală a acestora va fi jumătate din valoarea fiecăreia dintre ele. Calculul conexiunilor în serie ale condensatorului se poate face folosind formula de mai jos:
Cpc = C1*C2/C1+C2,
Dacă C1=110 pF și C2=220 pF, atunci Cobsc = 110×220/110+220 = 73 pF.
Nu trebuie să se uite de simplitatea și ușurința instalării, precum și de asigurarea funcționării de calitate a dispozitivului sau echipamentului asamblat. În conexiunile în serie, condensatorii trebuie să aibă 1 producător. Și dacă piesele întregului lanț sunt din același lot de fabricație, nu vor exista probleme cu funcționarea circuitului creat.
Conexiune paralelă
Se disting acumulatorii de sarcină electrică cu o capacitate constantă:
- ceramică;
- hârtie;
- mica;
- hârtie; mica; hârtie-metal;
- condensatori electrolitici.
Acestea sunt împărțite în 2 grupe: joasă tensiune și înaltă tensiune. Acestea sunt utilizate în filtrele redresoare, pentru comunicarea între secțiunile de joasă frecvență ale circuitelor, în sursele de alimentare ale diferitelor dispozitive etc.
Există, de asemenea, condensatori cu capacitate variabilă. Acestea sunt utilizate în circuitele de oscilație acordabile din receptoarele de televiziune și radio. Capacitatea este reglată prin modificarea poziției plăcilor una față de cealaltă.
Luați în considerare conectarea condensatoarelor atunci când cablurile lor sunt conectate în perechi. O astfel de conexiune este adecvată pentru 2 sau mai multe elemente cu aceeași tensiune. Tensiunea nominală indicată pe corpul componentei nu trebuie să fie depășită. În caz contrar, se va produce o defecțiune dielectrică și elementul va ceda. Cu toate acestea, un condensator poate fi conectat într-un circuit în care tensiunea este mai mică decât tensiunea nominală.
Prin conectarea condensatoarelor în paralel, capacitatea totală poate fi mărită. În unele aplicații este necesară o cantitate mare de încărcare electrică. Ratingurile existente sunt insuficiente, trebuie să faceți o paralelă și să folosiți ceea ce aveți la îndemână. Determinarea valorii totale a compusului rezultat este simplă. Pentru a face acest lucru, este suficient să adunați valorile tuturor elementelor utilizate.
Pentru a calcula capacitățile condensatoarelor, formula este următoarea:
Cpc = C1+C2, unde C1 și C2 sunt capacitățile elementelor respective.
Dacă C1=20 pF și C2=30 pF, atunci Cobsc = 50 pF. Poate exista un număr n de elemente în paralel.
În practică, această conexiune este utilizată în dispozitive speciale utilizate în sistemele de alimentare și în substații. Acestea sunt asamblate, știind cum se conectează condensatorii pentru a le mări capacitatea, în blocuri complete de baterii.
Pentru a menține echilibrul puterii reactive atât în instalațiile de alimentare cu energie electrică, cât și în cele de consum, este necesară includerea în exploatare a unităților de compensare a puterii reactive (RCCU). Pentru a reduce pierderile și a regla tensiunile de rețea, este necesar să se cunoască valorile rezistențelor reactive ale condensatorilor utilizați în instalație la calcularea dispozitivului.
Poate fi necesar să se calculeze tensiunea condensatoarelor în conformitate cu o formulă. În acest caz, vom presupune că C=q/U, adică raportul dintre sarcină și tensiune. Și dacă valoarea sarcinii este q și capacitatea este C, putem obține numărul pe care îl căutăm prin înlocuirea valorilor. Aceasta are forma:
U=q/C.
Conexiune mixtă
Pentru a calcula un circuit care este o combinație a combinațiilor menționate mai sus, procedăm astfel. În primul rând, căutați condensatori într-un circuit compus care sunt conectați între ei fie în paralel, fie în serie. Prin înlocuirea lor cu un element echivalent, obținem un circuit mai simplu. Apoi, în noul circuit, efectuăm aceleași manipulări cu secțiunile circuitului. Simplificați până când rămâne doar o conexiune paralelă sau în serie. Am învățat deja cum să le calculăm în acest articol.
Conexiunea paralelă-serie este aplicabilă pentru a crește capacitatea bateriei sau pentru a se asigura că tensiunea aplicată nu depășește tensiunea de lucru a condensatorului.
Articole conexe:
