Соединение конденсаторов — схемы | white-santa.ru
Все наверняка уже знают, что собой представляют последовательное и параллельное соединения.
Соединение, при котором конец одного устройства соединен с началом следующего, называется последовательным.
Последовательное соединение конденсаторов
При последовательном соединении конденсаторов, получаемая цепь выглядит следующим образом:
Эта схема состоит из следующих элементов: трех конденсаторов C1, C2, С3 и источника электрической энергии E.
Мы видим, что конденсаторы подключены по всем правилам последовательного соединения, то есть вывод конденсатора C1 соединён с началом конденсатора
Стоит обратить внимание на то, как распределяются ёмкости каждого.
При таком соединении, все ёмкостя следующим образом.
Дело в том, что общая емкость всех включенных конденсаторов не будит превышать емкости любого из конденсаторов. Проще говоря, если в данной группе конденсаторов, будит конденсатор с наименьшей емкостью, например, в 100 миро фарад, то общая емкость трех конденсаторов не будит превышать этих ста микрофарад.
Общую емкость можно рассчитать по следующей формуле:
Если в цепи имеются всего лишь два последовательно соединенных конденсатора, то общая емкость определяется по формуле:
Параллельное соединение конденсаторов
При параллельном соединении, начала всех конденсаторов соединяются в одну точку, а концы в другую, как показано на рисунке ниже:
Так при параллельном соединении, емкости всех конденсаторов складываются:
То есть, емкость каждого конденсатора, включенного параллельно суммируется и получается одна большая емкость, которую можно на схеме представить одним конденсатором.
Это как два пишем один в уме, только в данном случаи один рисуем, а три в уме.
Смешанное соединение конденсаторов
Смешанное соединение конденсаторов выглядит следующим образом:
И представляет с собой различные сочетания параллельного и последовательного соединений.
Для вычисления общей емкости таких соединений, применяют метод замещения: все конденсаторы делят на последовательно и параллельно соединенные группы, рассчитывают ёмкость каждой группы в отдельности, так что в конце выйдет две параллельных или последовательных емкостей, которые можно без труда посчитать.
Например, дана следующая схема и следующие данные:
C1=0.4Ф
C2=0.8Ф
C3=0,73Ф
Необходимо найти общую емкость всех трех конденсаторов.
Как мы видим конденсаторы C1 и C2 соединены последовательно, а конденсатор C3 по отношению к первым двум параллельно.
Посчитав общую емкость последовательно соединенных конденсаторов C1 и C2, их можно представить, как один конденсатор C1,2.
Теперь нам не составит труда посчитать емкость двух параллельно соединенных конденсаторов, просто сложив их ёмкости.
Применения параллельного и последовательного соединений конденсаторов нашло свое применение в тех случаях, когда необходимо получить ту или иную величину емкости. Допустим у вас нет подходящего конденсатора, но есть куча других. Выполнив несколько не хитрых расчетов можно подобрать необходимую емкость.
схемы соединения, расчёт ёмкости, формулы
Чтобы накапливать, хранить и передавать энергию, в электронике используется специальный прибор — конденсатор. В этой статье описано, как выполнить подключение конденсатора своими руками и какие формулы для этого нужны.
Понятие о приборе
Говоря простым языком, конденсаторами называют радиоэлектронные приборы, которые используются для накопления электроэнергии, впоследствии передавая ее на цепь. Эти устройства достаточно часто применяют в разных электрических схемах.
Приборы могут очень быстро накапливать энергию и так же стремительно ее передавать. Эти устройства функционируют циклично. Показатель накопленной энергии и циклы определяется техническими параметрами изделия, они зависят от самой модели устройства. Основные технические параметры указаны в маркировке конденсатора. Принцип действия устройства очень похож на индуктивную катушку.
Ниже можно прочесть про последовательное и параллельное соединение конденсаторов с формулами и вычислениями.
Последовательное соединение приборов
Последовательным подключением называется такое, где все элементы устройства включены в виде цепи и соединены с первым и последним конденсатором с помощью пластины.
Схема для последовательного подключенияПри таком виде присоединения на все элементы поступает одинаковое количество электричества, так как именно от источника тока энергия поступает на первое и последнее устройство и передается на другие.
Обратите внимание! Поскольку конденсаторы имеют разную емкость, то и напряжение на каждом из них в цепи будет разным.
Чем ниже емкость прибора, тем выше понадобится напряжение, чтобы получить и передать энергию.
Проще говоря, при подсоединении нескольких устройств сразу, при помощи последовательного способа на устройствах небольшой емкости напряжение будет выше, а на устройствах высокой емкости — ниже.
Также существует метод параллельного подключения. Он выглядит проще предыдущего. Общую емкость приборов можно найти суммированием всех величин.
Смешанное соединение конденсаторовТакже эти устройства можно подключать смешанным способом. Такой метод (последовательно-параллельный) используется, если нужно повысить показатель обеих величин. По такой схеме тяжелее работать, но имея опыт в электрике, можно с ней разобраться. Как соединять приборы стало понятно, теперь необходимо правильно произвести вычисления по формулам.
Как можно рассчитать последовательное подключение
При последовательном подключении двух и более конденсаторов их рабочее напряжение складывается. Очень часто такой метод применяется радиолюбителями, когда не хватает дополнительных элементов на вольтаж.
Для правильного расчета необходимо использовать стандартную формулу:
Uобщ.посл = U1 + U2 + … + Un,
Где U1, U2… — максимальное напряжение каждого отдельно взятого элемента.
Параллельное соединение электролитических конденсаторовКакая общая емкость при подключении устройств
C = Q / U = (Q1 + Q2 + Q3) / U = C1 + C2 + C3;
т. е. при последовательном подключении конденсаторов суммарная емкость равняется сумме показателей каждого элемента.
Как рассчитать емкость одного устройства
Этот показатель является одним из главных характеристик любого прибора. От этого показателя зависит сфера его использования, правила эксплуатации и предназначение. Указывается ёмкость в фарадах.
В России она указывается символом «Ф», в Европе — «F». На самих электронных устройствах можно увидеть такую символьную кодировку, pF, nF или uF. Это означает, что компонент имеет ёмкость 10-11,10-9 и 10-7 фарад.
Показатель можно рассчитать при помощь замеров мультиметром. В конструкции конденсатора имеются металлические пластины. Их поперечные параметры должны быть чуть больше, чем промежуток между ними.
Расшифровка маркировкиВ центр такой пластины будет подключаться оболочка диэлектрика. В процессе работы устройства на выводы оболочки подаётся заряд. В итоге электроны начинают перемещаться, но не могут выходить за диэлектрик, и поэтому в пластинах собирается заряд.
Умение прибора накапливать электрическую энергию и будет его ёмкостью. Если провести аналогию с банкой для жидкости, то емкость — это будет объем.
Чтобы правильно рассчитать ёмкость, нужно воспользоваться формулой:
C= ε (A / d),
где:
- А — площадь самой маленькой пластины;
- d — промежуток между пластинами;
- ε — общая проницаемость диэлектрика.
В заключении необходимо отметить, что рассчитать емкость самостоятельно достаточно легко. В интернете много сервисов, которые помогут с расчетами. Эту величину необходимо знать для того, чтобы правильно присоединить конденсатор в цепь.
На нашем сайте вышел обновленный курс по электронике! Мы рады предложить Вам новые версии статей по этой теме:
Итак, продолжаем изучать основы электроники и сегодня мы рассмотрим еще один основополагающий элемент – а именно конденсатор. Также в этой статье мы рассмотрим дифференцирующую и интегрирующую RC-цепи.
Упрощенно можно сказать, что конденсатор – это резистор, но не обычный, а зависящий от частоты. И если в резисторе ток пропорционален напряжению, то в конденсаторе ток пропорционален не просто напряжению, а скорости его изменения. Конденсаторы характеризуются такой физической величиной как емкость, которая измеряется в Фарадах. Правда 1 Фарад – это очень большая емкость, обычно емкости измеряются в нанофарадах (нФ), микрофарадах (мкФ), пикофарадах (пФ) и т. д.
Как и в статье про резисторы, давайте сначала рассмотрим параллельное и последовательное соединения конденсаторов.
- Параллельное соединение конденсаторов:
Общая емкость в случае параллельного соединения конденсаторов будет равна: C_0 = C_1 + C_2 + C_3.
- Последовательное соединение конденсаторов:
Общая емкость в случае последовательного соединения конденсаторов будет такой: \frac{1}{C_0} = \frac{1}{C_1} + \frac{1}{C_2} + \frac{1}{C_3}.
С соединениями конденсаторов между собой, в принципе, все понятно, особо нечего пояснять, так что двигаемся дальше! А дальше мы будем рассматривать соединение резистора и конденсатора, именуемое RC-цепочкой. Простейшая RC-цепь имеет вид:
Если записать дифференциальное уравнение, связывающее ток и напряжение в этой схеме, а затем его решить, то получим выражение, в соответствии с которым происходит заряд и разряд конденсатора. Не буду тут нагружать математическими выкладками, просто посмотрим на конечный результат:
U = Ae^{-t\medspace/\medspace RC}
То есть разряд и заряд конденсатора происходит по экспоненциальному закону, вот смотрите на графики:
Как видите, тут отдельно отмечено значение времени τ. Запомните обязательно эту величину – это постоянная времени RC-цепи и равна она: \tau = RC. На графиках обозначено, на сколько процентов заряжается/разряжается конденсатор за это время. Есть, кстати, полезное практическое правило – за время, равное пяти постоянным времени RC-цепи, конденсатор заряжается или разряжается на 99%, ну то есть можно считать, что полностью.
Что же все это значит и в чем фишка конденсаторов?
А все просто, дело в том, что если на конденсатор подать постоянное напряжение, то он просто зарядится и все, а вот если приложенное напряжение будет переменным, тут то все и начнется. Конденсатор будет то разряжаться, то заряжаться, соответственно в цепи будет бегать ток. А в итоге мы получаем важный вывод – через конденсатор легко протекает переменный ток, а вот постоянный не может. Поэтому одно из самых важных предназначений конденсатора – разделить постоянную и переменную составляющие тока в цепи.
С этим разобрались, а теперь пара слов о дифференцирующих и интегрирующих RC-цепях.
Дифференцирующая RC-цепь.
Дифференцирующую цепочку еще называют ФВЧ – фильтром высоких частот, ее схема представлена ниже:
Как следует из названия, да, собственно, это видно и по схеме – RC-цепь не пропускает постоянную составляющую, а переменная преспокойно себе проходит через конденсатор на выход. Опять же название намекает, что на выходе мы будем получать дифференциал входной функции. Давайте попробуем подать на вход дифференцирующей цепи прямоугольный сигнал и посмотрим, что будет на выходе:
Когда на входе напряжение не меняется – на выходе ноль, так как дифференциал есть не что иное, как скорость изменения функции. Во время скачков напряжения на входе производная велика и на выходе мы наблюдаем всплески. Все логично 🙂
А что же нам подать на вход данной RC-цепи, если мы хотим получить на выходе прямоугольные импульсы? Правильно – пилообразное напряжение. Так как пила состоит из линейных участков, каждый из которых на выходе даст нам постоянный уровень, соответствующий скорости изменения напряжения, то в совокупности на выходе дифференцирующей RC-цепочки мы получим прямоугольные импульсы.
Интегрирующая RC-цепь.
Теперь пришло время интегрирующей цепочки. Также ее называют фильтром низких частот. По аналогии несложно догадаться, что интегрирующая цепь пропускает постоянную составляющую, а переменная уходит через конденсатор и не проходит на выход. Схема имеет следующий вид:
Если немножко вспомнить математику и записать выражения для напряжений и токов, то окажется что напряжение на выходе представляет собой интеграл входного напряжения. Из-за этого цепь и получила свое название 🙂
Итак, мы рассмотрели очень важные и на первый взгляд, несложные схемы. Важно сразу понять, как все это работает и зачем все это вообще надо, чтобы впоследствии при решении конкретных задач сразу видеть подходящее схемотехническое решение. И на этом на сегодня заканчиваем, до скорой встречи в следующих статьях, если возникли какие-либо вопросы, обязательно спрашивайте, постараюсь помочь!
Соединение конденсаторов
Конденсаторы, как и резисторы, можно соединять последовательно и параллельно. Рассмотрим соединение конденсаторов: для чего применяются каждая из схем, и их итоговые характеристики.
Параллельное соединение конденсаторов
Параллельное соединение конденсаторовЭта схема – самая распространенная. В ней обкладки конденсаторов соединяются между собой, образуя эквивалентную емкость, равную сумме соединяемых емкостей.
При параллельном соединении электролитических конденсаторов необходимо, чтобы между собой соединялись выводы одной полярности.
Особенность такого соединения – одинаковое напряжение на всех соединяемых конденсаторах. Номинальное напряжение группы параллельно соединенных конденсаторов равно рабочему напряжению конденсатора группы, у которого оно минимально.
Токи через конденсаторы группы протекают разные: через конденсатор с большей емкостью потечет больший ток.
На практике параллельное соединение применяется для получения емкости нужной величины, когда она выходит за границы диапазона, выпускаемого промышленностью, или не укладываются в стандартный ряд емкостей. В системах регулирования коэффициента мощности (cos ϕ) изменение емкости происходит за счет автоматического подключения или отключения конденсаторов в параллель.
Последовательное соединение конденсаторов
Последовательное соединение конденсаторовПри последовательном соединении обкладки конденсатором соединяются друг к другу, образуя цепочку. Крайние обкладки подключаются к источнику, а ток по всем конденсаторам группы потечет одинаковый.
Эквивалентная емкость последовательно соединенных конденсаторов ограничена самой маленькой емкостью в группе. Объясняется это тем, что как только она полностью зарядится, ток прекратится. Подсчитать общую емкость двух последовательно соединенных конденсаторов можно по формуле
а трех –
Но применение последовательного соединения для получения нестандартных номиналов емкостей не так распространено, как параллельного.
При последовательном соединении напряжение источника питания распределяется между конденсаторами группы. Это позволяет получить батарею конденсаторов, рассчитанную на большее напряжение, чем номинальное напряжение входящих в нее компонентов. Так из дешевых и небольших по размерам конденсаторов изготавливаются блоки, выдерживающие высокие напряжения.
Еще одна область применения последовательного соединения конденсаторов связана с перераспределением напряжений между ними. Если емкости одинаковы, напряжение делится пополам, если нет – на конденсаторе большей емкости напряжение получается большим. Устройство, работающее на этом принципе, называют емкостным делителем напряжения.
Смешанное соединение конденсаторов
Пример смешанного соединения конденсаторовТакие схемы существуют, но в устройствах специального назначения, требующие высокой точности получения величины емкости, а также для их точной настройки.
Оцените качество статьи:
Последовательное и параллельное соединение.
Иногда нужно увеличить ёмкость или сопротивление, а подходящих деталей на нужное сопротивление нет, или размеры конструкции не позволяют вставить один большой конденсатор на 3000 мкф.
В этом случае можно набрать необходимые ёмкость или сопротивление из нескольких деталей, а вместо конденсатора на 3000 микрофарад вставить 3 штуки по 1000 микрофарад.
Для увеличения ёмкости конденсаторы соединяются параллельно.
Для увеличения сопротивления резисторы соединяются последовательно.
Вода через трубу с двумя валенками течёт хуже, чем через трубу с одним валенком.
Последовательное соединение — когда детали стоят друг за дружкой, «в очереди», будто за колбасой, потому оно так и называется.
Не путайте эти соединения, для увеличения ёмкости конденсаторы соединяются параллельно, а резисторы для увеличения сопротивления последовательно !
Со сложением ёмкостей и сопротивлений всё легко.
С параллельным соединением резисторов и последовательным соединением конденсаторов слегка посложнее, но к нашему счастью конденсаторы довольно редко соединяют последовательно, а резисторы параллельно.
Последовательное соединение конденсаторов может понадобиться например в сборке гаусс-гана (электромагнитной стрелялки), когда под рукой конденсаторы только на 400 вольт, а нам нужен 800-вольтовый конденсатор, а их редко где найдёшь и они дорогие.
Параллельное соединение резисторов считается вот по какой формуле:
Через три трубы, в которых в каждой по валенку, вода лучше потечёт, чем через одну трубу с одним валенком. Или если в бочке проковырять три дырки, то вода быстрее выльется, чем если бы мы проковыряли одну дырку.
Последовательное соединение конденсаторов считается по той же формуле.
Если два одинаковых конденсатора по 680uF с максимальным напряжением 400В поставить последовательно, то получится конденсатор на 340 uF с напряжением 800 вольт.
Ёмкость уменьшается, зато вырастает максимальное допустимое напряжение, а запасаемая в обеих конденсаторах энергия остаётся та же самая.
У многих начинающих любителей электроники в процессе сборки самодельного устройства возникает вопрос: “Как правильно соединять конденсаторы?”
Казалось бы, зачем это надо, ведь если на принципиальной схеме указано, что в данном месте схемы должен быть установлен конденсатор на 47 микрофарад, значит, берём и ставим необходимый конденсатор. Но, согласитесь, что в мастерской даже заядлого электронщика может не оказаться конденсатора с необходимым номиналом!
Похожая ситуация может возникнуть и при ремонте какого-либо прибора. Например, необходим электролитический конденсатор ёмкостью 1000 микрофарад, а под рукой лишь 2 – 3 конденсатора на 470 микрофарад. Ставить конденсатор на 470 микрофарад, вместо положенных 1000? Нет, это допустимо не всегда. Так как же быть? Ехать на радиорынок за несколько десятков километров за одним конденсатором?
Как выйти из сложившейся ситуации? Можно соединить несколько конденсаторов и в результате получить необходимую нам ёмкость. В электронике существует два способа соединения конденсаторов: параллельное и последовательное .
В реальности это выглядит так:
Параллельное соединение
Принципиальная схема параллельного соединения
Последовательное соединение
Принципиальная схема последовательного соединения
Также можно комбинировать параллельное и последовательное соединение конденсаторов. На практике вам вряд ли это пригодиться.
Как рассчитать общую ёмкость соединённых конденсаторов?
Помогут нам в этом несколько простых формул. Не сомневайтесь, если вы будете заниматься электроникой, то эти простые формулы рано или поздно вас выручат.
Общая ёмкость параллельно соединённых конденсаторов:
С 1 – ёмкость первого конденсатора;
С 2 – ёмкость второго конденсатора;
С 3 – ёмкость третьего конденсатора;
С N – ёмкость N -ого конденсатора;
C общ – суммарная ёмкость составного конденсатора.
Как видим, при параллельном соединении ёмкости конденсаторов нужно всего-навсего сложить!
Внимание! Все расчёты необходимо производить в одних единицах. Если рассчитываем ёмкости в микрофарадах, то нужно указывать ёмкость C 1 , C 2 в микрофарадах. Результат также получим в микрофарадах. Это правило стоит соблюдать, иначе ошибки не избежать!
Чтобы не допустить ошибку при переводе микрофарад в пикофарады или нанофарады можно воспользоваться специальной таблицей. В ней указаны приставки, используемые для краткой записи и множители, с помощью которых можно пересчитать значения величин.
Ёмкость двух последовательно соединённых конденсаторов можно рассчитать по другой формуле. Она будет чуть сложнее:
Внимание! Данная формула справедлива только для двух конденсаторов! Для большего количества последовательно включенных конденсаторов потребуется другая формула. Она более запутанная, да и не всегда пригождается .
Или то же самое, но более понятно:
Если вы проведёте несколько расчётов, то увидите, что при последовательном соединении конденсаторов их результирующая ёмкость будет всегда меньше наименьшей ёмкости, включённой в данную цепочку. Что это значить? А это значит, что если соединить последовательно конденсатор ёмкостью 5, 100 и 35 пикофарад, то общая ёмкость составного конденсатора будет меньше 5.
В том случае, если для последовательного соединения применены конденсаторы одинаковой ёмкости, эта громоздкая формула упрощается и принимает вид:
Здесь, вместо буквы M ставиться количество конденсаторов, а C 1 – ёмкость конденсатора.
Стоит также запомнить простое правило:
При последовательном соединении двух конденсаторов с одинаковой ёмкостью результирующая ёмкость будет в два раза меньше ёмкости каждого из конденсаторов.
Таким образом, если вы последовательно соедините два конденсатора, ёмкость каждого из которых 10 нанофарад, то в результате ёмкость составного конденсатора составит 5 нанофарад.
Проверим конденсатор, замерив ёмкость, и на практике подтвердим правильность показанных здесь формул для расчёта.
Возьмём два плёночных конденсатора. Один на 15 нанофарад (0,015 мкф.), другой на 10 нанофарад (0,01 мкф.) Соединим их последовательно. Теперь возьмём мультиметр Victor VC9805+ с функцией измерения ёмкости конденсаторов и замерим суммарную ёмкость двух конденсаторов. Вот что мы получим (см. фото).
Замер ёмкости последовательно соединённых конденсаторов
Ёмкость составного конденсатора составила 6 нанофарад (0,006 мкф.)
А теперь проделаем то же самое, но для параллельного соединения конденсаторов. Проверим результат с помощью тестера (см. фото).
Измерение ёмкости параллельно соединённых конденсаторов
Как видим, при параллельном соединении ёмкость двух конденсаторов сложилась и составляет 25 нанофарад (0,025 мкф.).
Что ещё необходимо знать, чтобы правильно соединить конденсаторы?
Во-первых, не стоит забывать, что кроме ёмкости у конденсаторов есть ещё один немаловажный параметр, как номинальное напряжение.
При последовательном соединении конденсаторов напряжение между ними распределяется обратно пропорционально ёмкостям этих конденсаторов. Поэтому, есть смысл при последовательном соединении применять конденсаторы с номинальным напряжением равным тому, которое должно быть у конденсатора взамен которого мы ставим составной конденсатор.
Если же используются конденсаторы одинаковой ёмкости, то напряжение между ними разделится поровну.
Для электролитических конденсаторов.
При соединении электролитических конденсаторов строго соблюдайте полярность! При параллельном соединении электролитических конденсаторов всегда соединяйте минусовой вывод одного конденсатора с минусовым выводом другого. Плюсовой вывод с плюсовым.
Параллельное соединение электролитических конденсаторов
Схема параллельного соединения
В последовательном соединении электролитических конденсаторов ситуация обратная. Необходимо соединять плюсовой вывод с минусовым. Получается что-то вроде последовательного соединения батареек.
Последовательное соединение электролитических конденсаторов
Также не забывайте про номинальное напряжение. При параллельном соединении каждый из задействованных конденсаторов должен иметь то номинальное напряжение, как если бы мы ставили в схему один конденсатор. То есть если в схему нужно установить конденсатор с номинальным напряжением на 35 вольт и ёмкостью, например, 200 микрофарад, то взамен его можно параллельно соединить два конденсатора на 100 микрофарад и 35 вольт. Если хоть один из этих конденсаторов будет иметь меньшее номинальное напряжение (например, 25 вольт), то он вскоре выйдет из строя.
Желательно, чтобы для составного конденсатора подбирались конденсаторы одного типа (плёночные, керамические, слюдяные, металлобумажные). Лучше будет, если они взяты из одной партии.
Конечно, возможно и смешанное (комбинированное) соединение конденсаторов, но в практике оно не применяется (я не видел ). Расчёт ёмкости смешанного соединения конденсаторов обычно достаётся тем, кто решает задачи по физике и сдаёт экзамены:)
У начинающих электронщиков при сборке любого самодельного устройства могут возникнуть проблемы с соединением конденсатора. Ведь даже у заядлого лю
В предыдущих статьях были рассмотрены вопросы работы и характеристики конденсаторов. Сейчас Я расскажу о всех методах соединения конденсаторов для подключения в схему. Сразу скажу, что в жизни практически везде, за исключением редких случаев используется только параллельная схема подключения.
Следует знать, что в цепи переменного тока конденсатор выступает еще как емкостное сопротивление. При чем с увеличением величины емкости конденсатора- уменьшается сопротивление в цепи переменного тока.
Параллельное соединение конденсаторов
При параллельной схеме подключения все обкладки конденсаторов соединяются в две группы, причем один вывод с каждого конденсатора соединяется в одну группу с другими, а второй — в другую. Наглядный пример параллельного соединения и схема на картинке.
Все параллельно соединенные конденсаторы подключаются к одному источнику напряжения, поэтому существует на них две точки разности потенциалов или напряжения. На всех выводах конденсаторов будет абсолютно одинаковое напряжение.
При подключении параллельно все конденсаторы вместе, образуют принципиально одну емкость, величина которой будет равняться сумме всех емкостей подключенных в цепи конденсаторов.При параллельном подключении через каждый из конденсаторов потечет разный ток, который будет зависеть от величины емкости каждого из них. Чем выше емкость, тем больший ток потечет через неё.
Параллельное соединение очень часто встречается в жизни. С его помощью можно из группы конденсаторов собрать любую необходимую емкость. Например, для запуска 3 фазного электродвигателя в однофазной сети 220 Вольт в результате расчетов Вы получили что необходима рабочая емкость 125 мкФ. Такой емкости конденсаторов Вы не найдете в продаже. Для того, что бы получить необходимую емкость придется купить и соединить параллельно 3 конденсатора один на 100 мкФ, второй- на 20, и третий на 5 мкФ.
Соединение конденсаторов последовательно
При последовательном соединении конденсаторов каждая из обкладок соединяется только в одной точке с одной обкладкой другого конденсатора. Получается цепочка конденсаторов. Крайние два вывода подключаются к источнику тока, в результате чего происходит перераспределение между ними электрических зарядов. Заряды на всех промежуточных обкладках одинаковые величине с чередованием по знаку.
Через все соединенные конденсаторы последовательно протекает одинаковой величины ток, потому что у него нет другого пути прохождения.
Общая же емкость будет ограничиваться площадью обкладок самого маленького по величине, потому что как только зарядится полностью конденсатор с самой маленькой емкостью- вся цепочка перестанет пропускать ток и заряд остальных прервется. Высчитывается же емкость по этой формуле:Но при последовательном соединении увеличивается расстояние (или изоляция) между обкладками до величины равной сумме расстояний между обкладками всех последовательно подключенных конденсаторов. Например, если взять два конденсатора с рабочим напряжением 200 Вольт и соединить последовательно, то изоляция между их обкладками сможет выдержать 1000 Вольт при подключении в схему.
Из выше сказанного можно сделать вывод, что последовательно соединять необходимо:
- Для получения эквивалентного меньшего по емкости конденсатора.
- Если необходима емкость, работающая на более высоких напряжениях.
- Для создания емкостного делителя напряжения, который позволяет получить меньшей величины напряжение из более высокого.
Практически, для получения первого и второго достаточно просто купить один конденсатор с необходимой величиной емкости или рабочим напряжением. Поэтому данный метод соединения в жизни не встречается.
Смешанное соединение конденсаторов
Встречается смешанное соединение только на различных платах. Для него характерно наличие в одной цепи параллельного и последовательного соединения конденсаторов. При чем смешанное соединение может быть как последовательного, так параллельного характера.
В жизни подробные знания о смешанном соединении могут только пригодится радиолюбителям, поэтому не буду на этом подробно останавливаться.
Из следующей статьи Вы узнаете как правильно проверить и определить емкость конденсатора.
Варианты монтажа конденсаторных батарей
В низковольтной электрической установке конденсаторные батареи могут быть установлены на трех разных уровнях:
Конденсаторные батареи — варианты установки, защита и подключение (фоторепортаж: power-star.co.za)- Глобальная установка
- Сегментная (или групповая) установка
- Индивидуальная (или единичная) установка
После способов установки мы поговорим о защите и подключении банков конденсаторов.
1. Глобальная установка
В этом типе установки предполагается, что устройство для компенсации всех конденсаторов для всех фидеров внутри подстанции.
Рисунок 1 — Глобальная установка конденсаторовЭто решение минимизирует общую реактивную мощность, которая должна быть установлена, и коэффициент мощности можно поддерживать на одном уровне с помощью автоматического регулирования, что делает коэффициент мощности близким к желаемому.
Этот метод компенсации требует, чтобы конденсаторные батареи имели широкий диапазон регулирования мощности , который можно определить по 24-часовым измерениям в месте установки автоматического выключателя.
Что хорошего в этом решении //
- Нет выставления счетов за реактивную энергию
- Это наиболее экономичное решение, поскольку вся мощность сосредоточена в одной точке, а коэффициент расширения позволяет оптимизировать конденсаторные батареи .
- предъявляет меньшие требования к трансформатору
Но, минусы:
- Потери в кабелях (RI 2 ) не уменьшаются.
- Это не лучшее решение для больших электрических систем, особенно когда расстояние между источником и нелинейными приемниками велико.Чем длиннее расстояние, тем больше потери в системе передачи.
Вернуться к опциям установки конденсаторов ↑
2. Сегментная (или групповая) установка
Сегментная установка конденсаторов предполагает компенсацию нагрузки сегмента, питаемого от того же распределительного устройства. Банк конденсаторов обычно управляется микропроцессорным устройством, называемым регулятором коэффициента мощности .
Кроме того, практика установки сегментов требует защиты для конденсаторных батарей .
Рисунок 2 — Сегментная установка конденсаторовВ этом случае конденсаторные батареи подключаются к шинам, которые питают группу нагрузок.
Что хорошего в этом решении //
- Нет выставления счетов за реактивную энергию.
- Меньше предъявляет требования к питателям подачи и уменьшает потери тепла в этих питателях (RI 2 ) Включает расширение каждого сектора.
- предъявляет меньшие требования к трансформатору.
- Остается экономичным.
Но недостатком является: — Решение, обычно используемое для очень широко распространенных поставок на заводе.
Вернуться к опциям установки конденсаторов ↑
3. Индивидуальная (или единичная) установка
Применять на практике, подключая силовой конденсатор непосредственно к клеммам устройства, которое должно быть скомпенсировано. Благодаря этому решению нагрузка на электрическую сеть сведена к минимуму , поскольку реактивная мощность генерируется на клеммах устройства .
Рисунок 3 — Индивидуальная установка конденсаторовЭтот метод не требует управляющих устройств, , поскольку батареи конденсаторов включаются и выключаются с помощью того же переключателя, что и устройство .
Что хорошего в этом решении //
- Нет выставления счетов за реактивную энергию
- С технической точки зрения это идеальное решение, поскольку реактивная энергия производится в том месте, где она потребляется. Таким образом, потери тепла (RI 2 ) снижаются во всех линиях.
- предъявляет меньшие требования к трансформатору.
Но, минусы:
- Конденсатор не используется, когда нагрузка на фидер не работает.
- Самое дорогое решение, учитывая:
- Большое количество установок
- Дело в том, что коэффициент расширения не заложен
Вернуться к опциям установки конденсаторов ↑
Защита и подключение конденсаторов
Операционное устройство
В случае нагрузок со сверхбыстрым циклом (сварочные аппараты и т. Д.)), обычная система для работы конденсаторов (электромеханических контакторов) больше не подходит. Необходимы высокоскоростные системы компенсации переключения с использованием твердотельных контакторов .
Ток переключения конденсатора зависит от:
- Мощность конденсатора
- Питание от короткого замыкания источника питания, к которому оно подключено
- Присутствуют ли какие-либо конденсаторные батареи, которые уже были активированы
С учетом этих параметров важно использовать быстродействующие и отключаемые рабочие устройства (выключатель, контактор и т. Д.).) . При выборе рабочих устройств пользователь должен быть осведомлен о выборе имеющегося оборудования (для рабочих конденсаторов).
Контакторыспециально разработаны производителями контакторов для рабочих конденсаторов и, в частности, для сборки автоматически управляемых конденсаторных батарей. Эти контакторы имеют вспомогательные полюса, соединенные последовательно с резисторами предварительной нагрузки, которые ограничивают пусковой ток во время активации.
Варианты установки конденсаторов и наконечники для защиты и подключения (фото предоставлено: esugitama.blogspot.rs)Вернуться к опциям установки конденсаторов ↑
Защита
В дополнение к встроенным в конденсатор устройствам внутренней защиты:
- Самовосстанавливающаяся металлизированная пленка
- Внутренние предохранители
- Устройства отключения от избыточного давления
важно, чтобы предоставил защитное устройство, внешнее по отношению к конденсатору .
Эту защиту обеспечат:
- Либо автоматический выключатель:
- Тепловое реле, настройка между 1.3 и 1,5 × В
- Магнитное реле, настройка от 5 до 10 × В
Предохранители HRC типа - или GI типа , номинальные значения от 1,4 до 2 × В
Пример //
I n = номинальный ток конденсатора
I n = Q c / √3 U
I n = 50 / 1,732 × 0,4 = 72 A
Вернуться к опциям установки конденсаторов ↑
Подключение — определение размеров кабелей
Текущие стандарты для конденсаторов определены , так что конденсаторы могут выдерживать постоянный сверхток 30% .Эти стандарты также допускают максимальный допуск 10% на номинальную емкость.
Следовательно, размеры кабелейдолжны быть не менее для: I кабель = 1,3 × 1,1 (номинальный I конденсатор )
, т.е. I , кабель = 1,43 × I , номинал
Вернуться к опциям установки конденсаторов ↑
Список литературы //
- Компенсация реактивной энергии и контроль качества электроэнергии от Legrand
- Компенсация реактивной мощности — магистерская работа Якуба Кепки на электротехническом факультете
Как установить и подключить конденсатор в потолочный вентилятор?
Если вы когда-либо сталкивались с проблемой с потолочным вентилятором, такой как гудение, медленная скорость, не работает вентилятор или его комплект работает, но вентилятор был остановлен даже при правильном питании, то вы как раз тот форум, который вам нужен Наиболее распространенной причиной является плохой или перегоревший конденсатор вместо неисправных внутренних обмоток, сбоя питания или заклинивания подшипников.Вы можете проверить и протестировать конденсатор 6 методами, если он неисправен или находится в хорошем состоянии.
Проще говоря, в потолочном вентиляторе есть однофазный (асинхронный электродвигатель с разделенной фазой), где нам нужен пусковой конденсатор для разделения фазового угла между пусковой и рабочей обмотками для создания магнитного поля. Конденсатор просто делает это, так как он обеспечивает смещение фазы на 90 ° (как некоторый ток протекает через уставку обмотки). Таким образом, напряжение на пусковой и рабочей обмотках имеет разность фаз, которые обеспечивают вращение магнитного поля, приводящего к вращению ротора двигателя.
Как упомянуто выше и показано на рис. Ниже, в двигателе потолочного вентилятора есть две обмотки, которые называются главной обмоткой (работает) и вспомогательной (пуск). Нам нужно подключить конденсатор к пусковой обмотке (вспомогательной) последовательно. Нейтраль должна быть связана с нейтралью. Не забудьте подключить заземляющий провод к надлежащему заземлению и заземлению.
Примечание: Цвета проводки в этом руководстве приведены только для иллюстрации и пояснения i.е. Эти цвета, используемые в данном руководстве, предназначены только для ознакомления и не обязательно отражают региональные различия. См. Нижние примечания для цветовых кодов проводки США и ЕС (NEC и IEC). Кроме того, некоторые производители могут использовать различные цвета проводов, таким образом следуйте региональной цветовой кодировке или обратитесь к руководству пользователя для ясного объяснения. Если вы все еще не уверены, обратитесь к лицензированному электрику для правильной установки.
Отказ от ответственности: Эта диаграмма (ы) должна использоваться только в качестве руководства. Использование данного руководства на риск для установщика.Мы по электротехнике и автор данного руководства не несем ответственности за травмы, потери или повреждения, возникшие в результате использования данного руководства. Для правильной установки вы можете обратиться к лицензированному электрику. Внимательно прочитайте правила техники безопасности в конце данного руководства.
Теперь, если мы получили неисправный конденсатор, мы можем заменить его тремя различными способами, как описано ниже.
- Замена неисправного конденсатора в потолочном вентиляторе.
- Подключение пускового конденсатора с потолочным вентилятором.
- Подключение конденсатора 3-в-1 с потолочным вентилятором, реверсивным переключателем и цепной цепью.
Похожие сообщения: Как определить размеры и найти потолочный вентилятор в комнате?
Замена неисправного конденсатора в потолочном вентиляторе
Предположим, что простой вентилятор без комплекта освещения необходимо заменить новым рабочим конденсатором того же номинала, следуйте приведенным ниже инструкциям:
- Прежде всего, переключите выключите главный автоматический выключатель в домашней распределительной плате, чтобы отключить источник питания.
- Теперь удалите неисправный конденсатор, обрезав точные провода, подключенные к неисправному конденсатору.
- Замените новый конденсатор, подключив красный (под напряжением) провод (от потолочного вентилятора) к первому выводу конденсатора и подключив синий провод ко второму выводу конденсатора.
- Подсоедините красный и синий провод, вставьте гайку и электрический кран и вставьте его в разъем провода, как показано на рис. Ниже.
- Подсоедините черный (нейтральный) от потолочного вентилятора ко второму слоту разъема провода.
- Теперь подключите ток и нейтраль к источнику питания. Включите главный автоматический выключатель для проверки потолочного вентилятора.
Полезно знать: Не подключайте конденсатор к нейтральному проводу, т. Е. Подключайте конденсатор только красный и черный (или синий и черный, который зависит от производителя и руководства пользователя), в противном случае вместо против часовой стрелки, вентилятор начнет вращаться в обратном направлении, то есть в обратном направлении (по часовой стрелке).
Похожие сообщения:
Подключение пускового конденсатора к потолочному вентилятору
Если у вас возникли проблемы с пусковым конденсатором потолочного вентилятора, выполните следующие действия, чтобы установить и подключить новый конденсатор.
- Отключите основной источник питания, отключив автоматический выключатель в DB.
- Снимите перегоревший / неисправный конденсатор с вентилятора, обрезав соответствующие провода.
- Подключите красный провод к первой клемме нового конденсатора, а вторая клемма должна быть соединена с синим проводом с проволочной гайкой (не забудьте также использовать электрический отвод) и подключите к первому разъему разъема провода, как показано на рисунке. на рис.
- Теперь подключите красный (под напряжением) проводной разъем к регулятору скорости вращения вентилятора или диммеру вентилятора и SPST (однополюсный однополюсный или односторонний переключатель) последовательно.
- Подключите провод заземления и нейтраль от вентилятора к земле и провода нейтрали от главного распределительного щита.
- Включите главный выключатель, чтобы проверить, правильно ли работает вентилятор.
Связанные сообщения:
Подключение 3-в-1 Потолочный вентилятор Конденсатор с обратным переключателем и цепью тяги
Этот метод немного сложен из-за различных проводов в 3 -конденсатор-1 и один должен следовать цветовым кодам проводки, используемым в электрической схеме (цветовые коды проводов NEC и IEC приведены ниже).Чтобы заменить и заменить конденсатор «три в одном» с потолочным вентилятором со встроенным комплектом освещения и переключателем заднего хода, следуйте приведенным ниже инструкциям.
- Прежде всего, включите главный выключатель в бытовой БД для отключения основного источника питания.
- Подсоедините зелено-желтый провод заземления к бытовой системе заземления
- Теперь удалите ранее установленный конденсатор в потолочном вентиляторе, обрезав красные и серые провода.
- То же самое для тягового цепного переключателя, т.е.отсоедините (серый, коричневый, фиолетовый и черный) провода от конденсатора к переключателю цепи тяги и переключателю реверса потолочного вентилятора.
- Теперь подключите новый конденсатор 3-в-1, подключив серый провод к гнезду 1 в переключателе цепи тяги, а второй серый — от конденсатора к средней клемме переключателя заднего хода.
- Подсоедините коричневый и фиолетовый провода к пазу 2 и пазу 3 соответственно в переключателе цепи тяги.
- Подключите оранжевый и розовый провода от вентилятора к гнездам 1 и 3 заднего переключателя, как показано на рис.
- Подключите белый провод в качестве нейтрального от основной платы к вентилятору, средней прорези переключателя заднего хода и светового комплекта.
- Подключите черный провод под напряжением (фаза или линия) к гнезду L переключателя цепи. Дополнительное соединение через проволочную гайку с синим проводом от вентилятора к встроенному световому комплекту, как показано на рис.
- Теперь включите главный распределительный щит, чтобы проверить потолочный вентилятор с помощью переключателя заднего хода (который используется для изменения направления вращения вентилятора), потяните цепной переключатель на разные скорости и включите / выключите управление.
Похожие сообщения: Как управлять одной лампой из двух или трех мест?
Цветовые коды проводов NEC и IEC:
Мы использовали Red для Live или Phase , Black для Neutral и Green / Yellow для заземления. Вы можете использовать конкретные коды регионов, например I EC — Международная электротехническая комиссия (Великобритания, ЕС и т. Д.) Или NEC (Национальный электротехнический кодекс [США и Канада], где;
NEC:
однофазный 120 В AC:
- Черный = Фаза или Линия
- Белый = Нейтральный
- Зеленый / Желтый = Проводник заземления
000000 000000 однофазный 230 В переменного тока: В приведенном выше руководстве по замене конденсатора потолочного вентилятора мы продемонстрировали три метода замены и замены неисправного конденсатора потолочного вентилятора и добавим дополнительные руководства по подключению в будущем. Если вам известен конкретный метод для этого, сообщите нам об этом в поле для комментариев ниже. Похожие сообщения: Конденсатор (также называемый конденсатором , который является более старым термином) — это электронное устройство, которое накапливает электрическую энергию. Он похож на батарею, но может быть меньше, легче и конденсатор заряжается или разряжается намного быстрее. Сегодня конденсаторы используются во многих электронных устройствах и могут быть изготовлены из различных материалов. Лейденский кувшин был одним из первых изобретенных конденсаторов. Конденсаторы обычно изготавливаются с двумя металлическими пластинами, которые расположены друг над другом и рядом друг с другом, но на самом деле не соприкасаются. При питании они позволяют аккумулировать энергию в электрическом поле. Поскольку пластинам требуется большая площадь для хранения даже небольшого количества заряда, пластины обычно свернуты в какую-то другую форму, такую как цилиндр. Иногда конденсаторы другой формы используются для специальных целей. Подобный конденсатору эффект также может быть вызван тем, что два проводника находятся близко друг к другу, хотите ли вы, чтобы он существовал или нет. [1] Тип используемого конденсатора зависит от области применения. Конденсаторы бывают разных размеров. Они могут быть маленькими, как муравей или мусорным ящиком. Несколько конденсаторов являются регулируемыми. Все конденсаторы имеют два соединения или провода. Большинство видов конденсаторов могут быть легко заменены кем-то, кто имеет базовые навыки в области электроники. Тем не менее, один из наиболее мощных типов — электролитический конденсатор — должен использоваться правильно, иначе они могут сильно взорваться. Хотя конденсаторы могут накапливать энергию, как и батареи, конденсаторы могут выделять всю накопленную энергию очень быстро, даже быстрее, чем за секунду.Дефибриллятор или конденсатор фотовспышки использует эту способность. Он постепенно заряжается до тех пор, пока не может быть заполнен, а затем быстро разряжает накопленную мощность на устройство, которое нуждается в его быстром использовании. имеют больший заряд, чем обычные конденсаторы. Они используются для хранения электроэнергии для двигателей и других целей, когда батареи не разряжаются достаточно быстро. [2] Конденсатор этого типа не предназначен для использования в высокочастотных цепях, так как изготовлен с катушкой внутри.Они могут заряжаться и разряжаться даже быстрее, чем другие конденсаторы. Они используются в цепях фильтров или цепях синхронизации, которые работают на нескольких сотнях кГц или меньше. Электролитические конденсаторы используют проводящую поверхность внутри жидкого электролита. Они заряжаются и разряжаются не так быстро, как пленочные конденсаторы. Они имеют полярность и поэтому должны быть правильно прикреплены. Есть два отведения; один будет иметь +, а другой -. Это означает, что один вывод составляет положительных , а один — отрицательных .Существует два разных стиля: осевой, где выводы соединены с каждым концом, и радиальный, где выводы соединены с одним концом. Электролитические конденсаторы печатаются с емкостью и номинальным напряжением. Поскольку номинальное напряжение может быть низким, важно убедиться, что электролитический конденсатор не перегружен. Конденсаторы могут быть отделены от батареи, а затем соединены последовательно. Поскольку конденсатор поляризован, положительная клемма должна быть подключена к отрицательной клемме.Это создает правильную полярность через электрическую цепь и предотвращает пробой. [3] Некоторые электролитические конденсаторы неполяризованы, что означает, что любая сторона может быть положительной или отрицательной. Они в основном используются в громкоговорителях для блокировки низкочастотных сигналов (низких частот) от достижения высокочастотных (высокочастотных) драйверов. конденсаторы могут быть подключены параллельно: Эквивалентная емкость для конденсаторов с параллельным подключением может быть рассчитана как C = C 1 + C 2 +. , + C n (1) , где C = эквивалентная емкость для параллельно соединенной цепи (Фарад, F, мкФ) C 1..n = емкостные конденсаторы (Фарад, F, мкФ) Обычно в качестве единицы измерения емкости используется мкФ . Конденсаторы могут быть подключены последовательно: Эквивалентную емкость для последовательно соединенных конденсаторов можно рассчитать как 1 / C = 1 / C 1 + 1 / C 2 +. , + 1 / C n (2) Для особого случая с двумя последовательно соединенными конденсаторами емкость можно выразить как 1 / C = ( C 1 + C 2 ) / (C 1 C 2 ) (2b) — или преобразовано в C = C 1 C 2 / (C 1 + C 2 ) (2c) Эквивалентную емкость двух конденсаторов с емкостью 10 мкФ и 20 мкФ можно рассчитать как параллельно C = (10 мкФ) + (20 мкФ) = 30 (мкФ) в серии 1 / С = 1 / (10 мкФ) + 1 / (20 мкФ) = 0.15 (1 / мкФ) или C = 1 / 0,15 (1 / мкФ) = 6,7 (мкФ) Три конденсатора C 1 = 3 мкФ, С 2 = 6 мкФ и С 3 = 12 мкФ соединены последовательно, как показано на рисунке выше. Напряжение в цепи составляет 230 В. Эквивалентную емкость цепи можно рассчитать с помощью (2) 1 / C = 1 / ( 3 мкФ ) + 1 / (6 мкФ ) + 1/ ( 12 мкФ ) = (4 + 2 + 1) / 12 = 0.58 1 / мкФ — или с преобразованием C = 12 / (4 + 2 + 1) = 1,7 мкФ Общий заряд в цепи может рассчитывается с Q = UC , где Q = заряд (кулон, C) U = электрический потенциал (В) — или со значениями Q = (230 В) (1.7 10 -6 F) = 3,91 10 -4 C = 391 мкК Поскольку конденсаторы соединены последовательно — заряд составляет 391 мкК на каждом из них. Напряжение на конденсаторе 1 можно рассчитать U 1 = Q / C 1 = (391 мкК) / (3 мкФ) = 130 В Напряжение на конденсаторе 2 можно рассчитать U 2 = Q / C 2 = (391 мкК) / (6 мкФ) = 65 В Напряжение через конденсатор 3 можно рассчитать U 3 = Q / C 3 = (391 мкК) / (12 мкФ) = 33 В Емкость двух коаксиальных цилиндров, как показано на рисунке, может быть рассчитана как C = 2 π ε o ε r л / лн (r 2 / r 1 )(3) , где ε o = абсолютная диэлектрическая проницаемость, вакуумная диэлектрическая проницаемость (8.85 10 -12 Ф / м, Фарад / м) ε r = относительная диэлектрическая проницаемость l = длина цилиндров r 2 = радиус внутреннего цилиндра r 1 = радиус внешнего цилиндра Общие меры безопасности 9 0043
Современные конденсаторы, см линейкой 
Конденсаторы, смоченные в пластике 
Суперконденсаторы
, 
Wikimedia Commons имеет носители, связанные с конденсаторами . 
Конденсаторы серии
Пример — конденсаторы, подключенные параллельно и последовательно
Конденсаторы серии
Емкость двух коаксиальных Баллоны
