Величина резисторов при последовательном соединении бумажных конденсаторов

Содержание

Конденсаторы

Величина резисторов при последовательном соединении бумажных конденсаторов

Конденсатор — радиоэлемент, предназначенный для накопления электрического заряда и электрической энергии. Для характеристики величины накопленных зарядов ввели понятие ёмкости, которая имеет размерность фарад (Ф или F, названная в честь английского физика Майкла Фарадея).

Величина ёмкости 1 Ф очень большая, поэтому фараду на практике обычно используют значительно меньшие величины ёмкостей: пикофарад, нанофарад, микрофарад, милифарад. Данные единицы образуются с пфарадощью стандартных приставок.

Для сборки радиоэлектронного устройства можно преобрески DIY KIT набор по ссылке.

Кратные Дольные
Величина Название Обозначение Величина Название Обозначение
101 Ф декафарад даФ daF 10-1 Ф децифарад дФ dF
102 Ф гектофарад гФ hF 10-2 Ф сантифарад сФ cF
103 Ф килофарад кФ kF 10-3 Ф миллифарад мФ mF
106 Ф мегафарад МФ MF 10-6 Ф микрофарад мкФ μF
109 Ф гигафарад ГФ GF 10-9 Ф нанофарад нФ nF
1012 Ф терафарад ТФ TF 10-12 Ф пикофарад пФ pF
1015 Ф петафарад ПФ PF 10-15 Ф фемтофарад фФ fF
1018 Ф эксафарад ЭФ EF 10-18 Ф аттофарад аФ aF
1021 Ф зеттафарад ЗФ ZF 10-21 Ф зептофарад зФ zF
1024 Ф иоттаафарад ИФ YF 10-24 Ф иоктофарад иФ vF

Типы конденсаторов

Самый простой конденсатор образуется с помощью двух пластин, между которыми помещён диэлектрик. Но такая конструкция на практике имеет очень плохие параметры, в частности по габаритным размерам. Поэтому современные конденсаторы представляют собой многослойные конструкции или однослойные, но свёрнутые в цилиндр или параллелепипед со скруглёнными рёбрами.

В зависимости от материала диэлектрика и способу изготовления конденсаторы бывают следующих типов.

Керамические конденсаторы. В качестве диэлектрика используется керамическая пластина, на которую с двух сторон нанесены металлические обкладки. КЛГ, КЛС, KM, КТ, КТП, КО, КДК, КДО, К10, К15.

Стеклянные, стеклокерамические, стеклоэмалевые конденсаторы. Представляют собой слои диэлектрика, на которые нанесены тонкие металлические плёнки. К21, К22, К23.

Слюдяные конденсаторы. В качестве диэлектрика используются слюдяные пластинки толщиной от 0,02 до 0,06 мм. КСО, КСОТ, КВ, К31, К32.

Бумажные конденсаторы. Диэлектриком здесь выступает специальная конденсаторная бумага. Такие конденсаторы представляют собой две длинные ленты фольги свёрнутые в рулон и между ними помещена конденсаторная бумага. БГТ, БМ, БМТ, КБГ, К40. Подвидом бумажных конденсаторов являются металлобумажные. МБГ, МБГИ, МБГО, К41, К42.

Электролитические конденсаторы. В данном типе конденсатора диэлектриком выступает тонкая оксидная плёнка образованная на поверхности металлического электрода. Такие конденсаторы являются полярными, то есть они имеют чётко разделённые электроды: анод (фольга с оксидной плёнкой) и катод (электролит внутри конденсатора). Такие конденсаторы бывают четырёх видов: жидкостные, сухие, оксидно-полупроводниковые и оксидно-металлические. КЭ, ЭГЦ, ЭК, ЭТО, ЭМ, ЭМИ, К50, К51, К52, К53.

Плёночные конденсаторы. Диэлектрик представляет собой синтетическую высокомолекулярную тонкую плёнку (полистирол, фторопласт, поликарбонат и др.). К70, К71, К72, К73, К74, К75.

Конденсаторы бывают постоянные, переменные и подстроечные.

Конденсатор переменной ёмкости. Состоит из двух систем параллельных пластин, одна из которых может перемещаться относительно другой. Неподвижная система называется статором, а подвижная — ротором.

Подстроечный конденсатор. Иногда называется полупеременный и служит для изменения ёмкости только в процессе настройки.

Обозначение конденсаторов на принципиальных схемах

Конденсатор постоянной ёмкости

Подстроечный конденсатор

Конденсатор переменной ёмкости

Полярный (електролитический) конденсатор

Параметры конденсатора

Конденсатор как любой радиоэлемент имеет ряд параметров, которыми он характеризуется. Основными параметрами являются ёмкость и рабочее напряжение. Кроме этого существует ряд паразитных параметров.

Номинальная ёмкость. Указывается на корпусе конденсатора и так же как сопротивление резисторов стандартизировано и определяются рядами Е6, Е12, Е24 и т. д. Кроме того значение ёмкостей электролитических конденсаторов определяется рядом: 0,5; 1; 2; 5; 10; 20; 30;50; 100; 200; 300; 500; 1000; 2000; 5000 мкф. Номинальные значения емкости бумажных пленочных конденсаторов определяются рядом: 0,5; 0,25; 0,5; 1; 2; 4; 6; 8; 20; 20; 40; 60; 80; 100; 200;400; 600; 800; 1000 мкф.

Допустимое отклонение ёмкости от номинальной величины. Определяется отклонением от номинала в % в зависимости от класса точности.

Читайте также  Соединение сварочных кабелей при наращивании длины производится
Класс 0,01 0,02 0,05 0,1 0,2 I II III IV V VI
Допуск, % ±0,1 ±0,2 ±0,5 ±1 ±2 ±5 ±10 ±20 -10+20 -20+30 -20+50

Номинальное напряжение. Значение напряжения, при котором конденсатор может работать в заданных условиях в течении срока службы, сохраняя свои параметры.

Температурный коэффициент ёмкости (ТКЕ). Характеризует относительное изменение ёмкости от номинального значения при изменении температуры окружающей среды.

Соединение конденсаторов

Конденсаторы соединяются последовательно и параллельно. При параллельном соединении величина результирующей ёмкости будет равна сумме емкостей каждого конденсатора.

[math]C_{\cyr obsch} = C1 + C2[/math]

Паралельное соединение конденсаторов

При последовательном соединении результирующая ёмкость будет равна

[math]C_{\cyr obsch} = \frac {1}{C1} + \frac {1}{C2} = \frac {C1 + C2}{C1C2}[/math]

Последовательное соединение конденсаторов

Эта ёмкость всегда меньше минимальной ёмкости входящей в батарею. Однако при последовательном соединении вероятность пробоя уменьшается так как на каждый конденсатор приходится лишь часть напряжения общей батареи.

Применение конденсаторов

Конденсаторы применяются практически во всех областях электротехники. На их долю приходится примерно 25% всех элементов принципиальной схемы.

— построение цепей с частотно-зависимыми параметрами: фильтры, цепи обратной связи, колебательные контуры и т.д.;

— в источниках питания для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения;

— в промышленности для компенсации реактивной мощности;

— в качестве фазосдвигающих, для пуска и работы однофазных асинхронных двигателей и т.д.

Сокращения и условные обозначения конденсаторов

Также как для резисторов, так и для конденсаторов имеется своя система условных и сокращённых обозначений параметров, которая состоит из нескольких элементов:

  • Первым элементом обозначения конденсатора стоит обозначение типа конденсатора: К — конденсатор постоянный, КТ — подстроечный конденсатор, КП — конденсатор переменной ёмкости, КС — сборки конденсаторов.
  • На втором месте стоит элемент обозначающий тип диэлектрика: 10, 15 — керамические; 20 — кварцевые; 21 — стеклянные; 22 — стеклокерамические; 23 — стеклоэмалевые; 26 — тонкопленочные с неорганическим диэлектриком; 31, 32 — слюдяные; 40, 41, 42 — бумажные; 50, 51, 52, 53 — оксидные (электролитические); 60 — воздушные; 61 — вакуумные; 70, 71 — полистирольные; 72 — фторопластовые; 73, 74 — полиэтилентерефталатные.
  • Последний элемент обозначает номер разработки, данного типа конденсатора

Таким образом обозначение конденсатора К42-8, обозначает, что это постоянный конденсатор с бумажным диэлектриком и номером разработки 8.

Кроме типа на корпусе конденсатора наносят кодированное обозначение его параметров:

  • Номинальная емкость конденсатора указывают с помощю числа и буквы. При этом число указывает значение емкости, а буква приставку к этому значению: П (р) пикофарады, Н (n) — нанофарады, M (μ) — микрофарады.
  • Величину допускаемого отклонения обозначают в виде буквы:E = ±0,001%; L = ±0,002%; R = ±0,005%; P = ±0,01%; U = ±0,02%; X = ±0,05%; B(Ж) = ±0,1%; C(У) = ±0,2%; D(Д) = ±0,5%; F(Р) = ±1%; G(Л) = ±2%; J(И) = ±5%; K(С) = ±10%; M(В) = ±20%; N(Ф) = ±20%; Q -10% … +30%; T(Э) -10% … +50%; Y(Ю) -10% … +100%; S(Б) -20% … +50%; Z(A) -20% … +80%.
  • Номинальное напряжение также могут обозначать в виде буквы:I — 1,5 B; M — 2,5 B; A — 3,2 B; C — 4,0 B; B — 6,3 B; D — 10 B; E — 16 B; F — 20 B; S — 40 B; J — 50 B; K — 63 B; L — 80 B; N — 100 B; P — 125 B; Q — 160 B; X — 315 B; T — 350 B; Y — 400 B; U — 450 B; V — 500 B.
  • Температурный коэффициент емкости также обозначается в виде буквы, вслед за которой идёт значение температурного коэффициента емкости: буква М, обозначает отрицательный ТКЕ; П — положительный ТКЕ; МП — ТКЕ близкий к нулю; Н обозначает, что ТКЕ не нормируется.

Теория это хорошо, но без практического применения это просто слова.Здесь можно всё сделать своими руками.

Источник: http://www.electronicsblog.ru/nachinayushhim/kondensatory.html

Как соединить конденсаторы параллельным или последовательным соединением

Величина резисторов при последовательном соединении бумажных конденсаторов

Схемы в электротехнике состоят из электрических элементов, в которых способы соединения конденсаторов могут быть разными. Надо понимать, как правильно подключить конденсатор. Отдельные участки цепи с подключенными конденсаторами можно заменить одним эквивалентным элементом.

Он заменит ряд конденсаторов, но должно выполняться обязательное условие: когда напряжение, подводимое к обкладкам эквивалентного конденсатора, равняется напряжению на входе и выходе группы заменяющихся конденсаторов, тогда заряд емкости будет такой же, как и на группе емкостей.

Для понимания вопроса, как подключить конденсатор в любой схеме, рассмотрим виды его включения.

Параллельное включение конденсаторов в цепь

Параллельное соединение конденсаторов — это когда все пластины подключаются к точкам включения цепи, образовывая батарею емкостей.

Параллельное соединение конденсаторов:

Параллельное соединение конденсаторов

Разность потенциалов на пластинах накопителей емкости будет одинаковая, так как они все заряжаются от одного источника тока. В этом случае каждый заряжающийся конденсатор имеет собственный заряд при одинаковой величине, подводимой к ним энергии.

Читайте также  Соединение жил проводов и кабелей ПУЭ

Параллельные конденсаторы, общий параметр количества заряда полученной батареи накопителей, рассчитывается, как сумма всех зарядов, помещающихся на каждой емкости, потому что каждый заряд емкости не зависит от заряда другой емкости, входящей в группу конденсаторов, параллельно включенных в схему.

При параллельном соединении конденсаторов емкость равняется:

Формула и расшифровка

Из представленной формулы можно сделать вывод, что всю группу накопителей можно рассматривать как один равноценный им конденсатор.

Конденсаторы, соединенные параллельно, имеют напряжение:

Формула

Последовательное включение конденсаторов в цепь

Когда в схеме выполнено последовательное соединение конденсаторов, оно выглядит как цепочка емкостных накопителей, где пластина первого и последнего накопителя емкости (конденсатора) подключены к источнику тока.

Последовательное соединение конденсатора:

Формула

При последовательном соединении конденсаторов все устройства этого участка берут одинаковое количество электроэнергии, потому что в процессе участвует первая и последняя пластинка накопителей, а пластины 2, 3 и другие до N проходят зарядку посредством влияния.

По этой причине заряд пластины 2 накопителя емкости равняется по значению заряду 1 пластины, но имеет обратный знак.

Заряд пластины накопителя 3 равняется значению заряда пластины 2, но так же с обратным знаком, все последующие накопители имеет аналогичную систему заряда.

Формула нахождения заряда на конденсаторе, схема подключения конденсатора:

Последовательное соединение конденсаторов

Когда выполняется последовательное соединение конденсаторов, напряжение на каждом накопители емкости будет различное, так как в зарядке одинаковым количеством электрической энергии участвуют разные емкости.

Зависимость емкости от напряжения такова: чем она меньше, тем большее напряжение необходимо подать на пластины накопителя для его зарядки. И обратная величина: чем выше емкость накопителя, тем меньше требуется напряжения для его зарядки.

Можно сделать вывод, что емкость последовательно соединенных накопителей имеет значение для величины напряжения на пластинах — чем она меньше, тем больше напряжения требуется, а также накопители большой емкости требуют меньшего напряжения.

Основное отличие схемы последовательного соединения накопителей емкости в том, что электроэнергия протекает только в одном направлении, а это означает, что в каждом накопителе емкости составленной батареи ток будет одинаковым. В этом виде соединений конденсаторов обеспечивается равномерное накопление энергии независимо от емкости накопителей.

Группу накопителей емкости можно также на схеме рассматривать как эквивалентный накопитель, на пластины которого подается напряжение, определяемое формулой:

Основные моменты

Заряд общего (эквивалентного) накопителя группы емкостных накопителей последовательного соединения равен:

Формула

Общему значению емкости последовательно соединенных конденсаторов соответствует выражение:

Формула

Смешанное включение емкостных накопителей в схему

Параллельное и последовательное соединение конденсаторов на одном из участков цепи схемы называется специалистами смешанным соединением.

Участок цепи подсоединенных смешанным включением накопителей емкости:

Схема подключения конденсаторов

Смешанное соединение конденсаторов в схеме рассчитывается в определенном порядке, который можно представить следующим образом:

  • разбивается схема на простые для вычисления участки, это последовательное и параллельное соединение конденсаторов;
  • вычисляем эквивалентную емкость для группы конденсаторов, последовательно включенных на участке параллельного соединения;
  • проводим нахождение эквивалентной емкости на параллельном участке;
  • когда эквивалентные емкости накопителей определены, схему рекомендуется перерисовать;
  • рассчитывается емкость получившейся после последовательного включения эквивалентных накопителей электрической энергии.

Последовательное, параллельное и смешанное соединение конденсаторов

Накопители емкостей (двухполюсники) включены разными способами в цепь, это дает несколько преимуществ в решении электротехнических задач по сравнению с традиционными способами включения конденсаторов:

  1. Использование для подключения электрических двигателей и другого оборудования в цехах, в радиотехнических устройствах.
  2. Упрощение вычисления величин электросхемы. Монтаж выполняется отдельными участками.
  3. Технические свойства всех элементов не меняются, когда изменяется сила тока и магнитное поле, это применяется для включения разных накопителей. Характеризуется постоянной величиной емкости и напряжения, а заряд пропорционален потенциалу.

Вывод

Разного вида включения конденсаторов в цепь применяются для решения электротехнических задач, в частности, для получения полярных накопителей из нескольких неполярных двухполюсников.

В этом случае решением будет соединение группы однополюсных накопителей емкости по встречно-параллельному способу (треугольником). В этой схеме минус соединяется с минусом, а плюс — с плюсом.

Происходит увеличение емкости накопителя, и меняется работа двухполюсника.

Не отображаются имеющиеся вхождения: последовательное параллельное и смешанное соединение конденсаторов, последовательное и параллельное соединение конденсаторов, при параллельном соединении конденсаторов емкость.

Источник:

Последовательное и параллельное соединение конденсаторов

Для достижения нужной емкости или при напряжении, превышающем номинальное напряжение, конденсаторы, могут соединяться последовательно или параллельно. Любое же сложное соединение состоит из нескольких комбинаций последовательного и параллельного соединений.

Последовательное соединение конденсаторов

При последовательном соединении, конденсаторы подключены таким образом, что только первый и последний конденсатор подключены к источнику ЭДС/тока одной из своих пластин.

Читайте также  Соединение двух звуковых трансформаторов

Заряд одинаков на всех пластинах, но внешние заряжаются от источника, а внутренние образуются только за счет разделения зарядов ранее нейтрализовавших друг друга.

При этом заряд конденсаторов в батарее меньше, чем, если бы каждый конденсатор подключался бы отдельно. Следовательно, и общая емкость батареи конденсаторов меньше.

Напряжение на данном участке цепи соотносятся следующим образом:

Зная, что напряжение конденсатора можно представить через заряд и емкость, запишем:

Сократив выражение на Q, получим знакомую формулу:

Откуда эквивалентная емкость батареи конденсаторов соединенных последовательно:

Параллельное соединение конденсаторов

При параллельном соединении конденсаторов напряжение на обкладках одинаковое, а заряды разные.

Величина общего заряда полученного конденсаторами, равна сумме зарядов всех параллельно подключенных конденсаторов. В случае батареи из двух конденсаторов:

Так как заряд конденсатора

А напряжения на каждом из конденсаторов равны, получаем следующее выражение для эквивалентной емкости двух параллельно соединенных конденсаторов

Пример 1

Какова результирующая емкость 4 конденсаторов включенных последовательно и параллельно, если известно что С1 = 10 мкФ, C2 = 2 мкФ, C3 = 5 мкФ, а C4 = 1 мкФ?

При последовательном соединении общая емкость равна:

При параллельном соединении общая емкость равна:

Пример 2

Определить результирующую емкость группы конденсаторов подключенных последовательно-параллельно, если известно, что С1 = 7 мкФ, С2 = 2 мкФ, С3 = 1 мкФ.

Сначала найдем общую емкость параллельного участка цепи:

Затем найдем общую емкость для всей цепи:

По сути, расчет общей емкости конденсаторов схож с расчетом общего сопротивления цепи в случае с последовательным или параллельным соединением, но при этом, зеркально противоположен.

Советуем прочесть – Заряд и разряд конденсатора

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 4.50 (1 Голос)

Источник:

Параллельное и последовательное соединение конденсаторов: способы, правила, формулы

Любая электроника в доме может выйти из строя. Однако сразу бежать в сервис не стоит – простейшие приборы может продиагностировать и починить даже начинающий радиолюбитель. К примеру, сгоревший конденсатор виден невооружённым глазом.

Но как быть, если под рукой нет детали подходящего номинала? Конечно, соединить 2 и более в цепь.

Сегодня поговорим о таких понятиях, как параллельное и последовательное соединение конденсаторов, разберемся, как его выполнить, узнаем о способах соединения, правилах его выполнения.

Не всегда удаётся подобрать конденсатор нужного номинала

Очень часто начинающие домашние мастера, обнаружив поломку прибора, стараются самостоятельно обнаружить причину. Увидев сгоревшую деталь, они стараются найти подобную, а если это не удаётся, несут прибор в ремонт.

На самом деле, не обязательно, чтобы показатели совпадали. Можно использовать конденсаторы меньшего номинала, соединив их в цепь. Главное – сделать это правильно. При этом достигается сразу 3 цели – поломка устранена, приобретён опыт, сэкономлены средства семейного бюджета.

Попробуем разобраться, какие способы соединения существуют и на какие задачи рассчитаны последовательное и параллельное соединение конденсаторов.

Часто без соединения конденсаторов в батарею не обойтись. Главное – сделать это правильно

Соединение конденсаторов в батарею: способы выполнения

Существует 3 способа соединения, каждый из которых преследует свою определённую цель:

  1. Параллельное – выполняется в случае необходимости увеличить ёмкость, оставив напряжение на прежнем уровне.
  2. Последовательное – обратный эффект. Напряжение увеличивается, ёмкость уменьшается.
  3. Смешанное – увеличивается как ёмкость, так и напряжение.

Теперь рассмотрим каждый из способов более подробно.

Параллельное соединение: схемы, правила

На самом деле всё довольно просто. При параллельном соединении расчёт общей ёмкости можно вычислить путём простейшего сложения всех конденсаторов. Итоговая формула будет выглядеть следующим образом: Собщ= С₁ + С₂ + С₃ + … + Сn. При этом напряжение на каждом их элементов будет оставаться неизменным: Vобщ= V₁ = V₂ = V₃ = … = Vn.

Соединение при таком подключении будет иметь следующий вид:

Получается, что подобный монтаж подразумевает подключение всех пластин конденсаторов к точкам питания. Такой способ встречается наиболее часто. Но может произойти ситуация, когда важно увеличить напряжение. Разберёмся, каким образом это сделать.

Последовательное соединение: способ, используемый реже

При использовании способа последовательного подключения конденсаторов напряжение в цепи возрастает.

Оно складывается из напряжения всех элементов и выглядит так: Vобщ= V₁ + V₂ + V₃ +…+ Vn.

Дано: 3 конденсатора с напряжением 150 В и ёмкостью 300 мкф. Подключив их последовательно, получим:

  • напряжение: 150 + 150 + 150 = 450 В;
  • ёмкость: 1/300 + 1/300 + 1/300 = 1/С = 299 мкф.

Внешне подобное подключение обкладок (пластин) будет выглядеть так:

Выполняют такое соединение в том случае, если есть опасность пробоя диэлектрика конденсатора при подаче напряжения в цепь. Но ведь существует и ещё один способ монтажа.

Полезно знать! Применяют также последовательное и параллельное соединение резисторов и конденсаторов. Это делается с целью снижения подаваемого на конденсатор напряжения и исключения его пробоя. Однако следует учитывать, что напряжения должно быть достаточно для работы самого прибора.

Источник: https://chipstock.ru/obzory/kak-soedinit-kondensatory-parallelnym-ili-posledovatelnym-soedineniem.html