Різне

Зєднання конденсаторів, Основи електроніки

11.07.2016

З’єднання конденсаторів

В електричних ланцюгах застосовуються різні способи з’єднання конденсаторів. З’єднання конденсаторів може здійснюватися: послідовно. паралельно і послідовно-паралельно (останнє іноді називають змішане з’єднання конденсаторів). Існуючі види з’єднання конденсаторів показано на малюнку 1.

Малюнок 1. Способи з’єднання конденсаторів.

Паралельне з’єднання конденсаторів.

Якщо група конденсаторів включена в ланцюг таким чином, що до точок включення безпосередньо приєднані пластини всіх конденсаторів, то таке з’єднання називається паралельним з’єднанням конденсаторів (малюнок 2.).

Малюнок 2. Паралельне з’єднання конденсаторів.

При заряді групи конденсаторів, з’єднаних паралельно, між пластинами всіх конденсаторів буде одна і та ж різниця потенціалів, так як всі вони заряджаються від одного і того ж джерела струму. Загальна ж кількість електрики на всіх конденсаторах буде дорівнює сумі кількостей електрики, лягають на кожному з конденсаторів, так як заряд кожного їх конденсаторів відбувається незалежно від заряду інших конденсаторів даної групи. Виходячи з цього, всю систему паралельно з’єднаних конденсаторів можна розглядати як один еквівалентний (рівноцінний) конденсатор. Тоді загальна ємність конденсаторів при паралельному з’єднанні дорівнює сумі ємностей всіх з’єднаних конденсаторів.

Позначимо сумарну ємність з’єднані у батарею конденсаторів буквою Собщ, ємність першого конденсатора С1 ємність другого С2 і ємність третього С3. Тоді для паралельного з’єднання конденсаторів буде справедлива наступна формула:

Останній знак » + » і три крапки вказують на те, що цією формулою можна користуватися при чотирьох, п’яти і взагалі при будь-якому числі конденсаторів.

Послідовне з’єднання конденсаторів.

Якщо ж з’єднання конденсаторів в батарею проводиться у вигляді ланцюжка і до точок включення в ланцюг безпосередньо приєднані пластини тільки першого і останнього конденсаторів, то таке з’єднання конденсаторів називається послідовним (малюнок 3).

Малюнок 2. Послідовне з’єднання конденсаторів.

При послідовному з’єднанні всі конденсатори заряджаються однаковою кількістю електрики, так як безпосередньо від джерела струму заряджаються тільки крайні пластини (1 і 6), а інші пластини (2, 3, 4 і 5) заряджаються через вплив. При цьому заряд пластини 2 буде дорівнює за величиною і протилежний за знаком заряду пластини 1, заряд пластини 3 буде дорівнює за величиною і протилежний за знаком заряду пластини 2 і т. д.

Напруги на різних конденсаторах будуть, взагалі кажучи, різними, так як для заряду одним і тим же кількістю електрики конденсаторів різної ємності завжди потрібні різні напруги. Чим менше ємність конденсатора, тим більша напруга необхідно для того, щоб зарядити цей конденсатор необхідною кількістю електрики, і навпаки.

Таким чином, при заряді групи конденсаторів, з’єднаних послідовно, на конденсаторах малої ємності напруги будуть більше, а на конденсаторах великої ємності — менше.

Аналогічно попередньому випадку можна розглядати всю групу конденсаторів, з’єднаних послідовно, як один еквівалентний конденсатор, між пластинами якого існує напруга, що дорівнює сумі напруг на всіх конденсаторах групи, а заряд якого рівний заряду кожного з конденсаторів групи.

Візьмемо самий маленький конденсатор в групі. На ньому має бути найбільша напруга. Але напруга на цьому конденсаторі складає тільки частину загальної напруги, існуючого на всій групі конденсаторів. Напруга на всій групі більше напруги на конденсаторі, що має саму малу ємність. А звідси безпосередньо випливає, що загальна місткість групи конденсаторів, з’єднаних послідовно, менше ємності самого малого конденсатора в групі.

Для обчислення загальної ємності при послідовному з’єднанні конденсаторів найзручніше користуватися наступною формулою:

Для приватного випадку двох послідовно з’єднаних конденсаторів формула для обчислення їх загальної ємності буде мати вигляд:

Послідовно-паралельне (змішане) з’єднання конденсаторів

Послідовно-паралельним з’єднанням конденсаторів називається ланцюг має в своєму складі ділянки, як з паралельним, так і з послідовним з’єднанням конденсаторів.

На рисунку 4 наведено приклад ділянки ланцюга зі змішаним з’єднанням конденсаторів.

Малюнок 4. Послідовно-паралельне з’єднання конденсаторів.

При розрахунку загальної місткості такого ділянки кола з послідовно-паралельним з’єднанням конденсаторів цю ділянку розбивають на прості ділянки, що складаються тільки з груп з послідовним або паралельним з’єднанням конденсаторів. Далі алгоритм розрахунку має вигляд:

1. Визначають еквівалентну ємність ділянок з послідовним з’єднанням конденсаторів.

2. Якщо ці ділянки містять послідовно з’єднані конденсатори, то спочатку обчислюють їх ємність.

3. Після розрахунку еквівалентних ємностей конденсаторів перемальовували схему. Зазвичай виходить ланцюг з послідовно з’єднаних еквівалентних конденсаторів.

4. Розраховують ємність отриманої схеми.

Один з прикладів розрахунку ємності при змішаному з’єднанні конденсаторів наведено на малюнку 5.

Малюнок 5. Приклад розрахунку послідовно-паралельного з’єднання конденсаторів.

Детальніше про розрахунки з’єднання конденсаторів можна дізнатися у мультимедійному підручнику з основ електротехніки та електроніки:


Короткий опис статті: ємність батареї В електричних ланцюгах конденсатори можуть з’єднуватися різними способами. Розглянемо існуючі види з’єднань конденсаторів, співвідношення і методи для розрахунку ємності при з’єднанні конденсаторів батареї. конденсатор, ємність

Джерело: З’єднання конденсаторів — Основи електроніки

Також ви можете прочитати