Как подключить правильно конденсатор: 403 — Доступ запрещён – Соединение конденсаторов.

Соединение конденсаторов.

Как правильно соединять конденсаторы?

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. 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 два-три на 470 микрофарад. Ставить 470 микрофарад, вместо положенных 1000? Нет, это допустимо не всегда. Так как же быть? Ехать на радиорынок за несколько десятков километров и покупать недостающую деталь?

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. Но 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:

С₁ – ёмкость первого;

С₂ – ёмкость второго;

С₃ – ёмкость третьего;

С_N – ёмкость N-ого конденсатора;

C_общ – суммарная ёмкость составного конденсатора.

Как видим, при параллельном соединении ёмкости нужно всего-навсего сложить!

Внимание! Все расчёты необходимо производить в одних единицах. Если выполняем расчёты в микрофарадах, то нужно указывать ёмкость C₁, 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, а нанофарад в микрофарады, необходимо знать сокращённую запись численных величин. Также в этом вам поможет таблица. В ней указаны приставки, используемые для краткой записи и множители, с помощью которых можно производить пересчёт. Подробнее об этом читайте здесь.

Ёмкость двух последовательно соединённых конденсаторов можно рассчитать по другой формуле. Она будет чуть сложнее:

Внимание! Данная формула справедлива только для двух конденсаторов! Если их больше, то потребуется другая формула. Она более запутанная, да и на деле не всегда пригождается

.

Или то же самое, но более понятно:

Если вы проведёте несколько расчётов, то увидите, что при последовательном соединении результирующая ёмкость будет всегда меньше наименьшей, включённой в данную цепочку. Что это значить? А это значит, что если соединить последовательно конденсаторы ёмкостью 5, 100 и 35 пикофарад, то общая ёмкость будет меньше 5.

В том случае, если для последовательного соединения применены конденсаторы одинаковой ёмкости, эта громоздкая формула волшебным образом упрощается и принимает вид:

Здесь, вместо буквы M ставиться количество конденсаторов, а C₁ – его ёмкость.

Стоит также запомнить простое правило:

При последовательном соединении двух конденсаторов с одинаковой ёмкостью результирующая ёмкость будет в два раза меньше ёмкости каждого из них.

Таким образом, если вы последовательно соедините два конденсатора, ёмкость каждого из которых 10 нанофарад, то в результате она составит 5 нанофарад.

Не будем пускать слов по ветру, а проверим конденсатор, замерив ёмкость, и на практике подтвердим правильность показанных здесь формул.

Возьмём два плёночных конденсатора. Один на 15 нанофарад (0,015 мкф.),а другой на 10 нанофарад (0,01 мкф.) Соединим их последовательно. Теперь возьмём мультиметр Victor VC9805+ и замерим суммарную ёмкость двух конденсаторов. Вот что мы получим (см. фото).

Замер ёмкости при последовательном соединении

Ёмкость составного конденсатора составила 6 нанофарад (0,006 мкф.)

А теперь проделаем то же самое, но для параллельного соединения. Проверим результат с помощью того же тестера (см. фото).

Измерение ёмкости при параллельном соединении

Как видим, при параллельном соединении ёмкость двух конденсаторов сложилась и составляет 25 нанофарад (0,025 мкф.).

Что ещё необходимо знать, чтобы правильно соединять конденсаторы?

Во-первых, не стоит забывать, что есть ещё один немаловажный параметр, как номинальное напряжение.

При последовательном соединении конденсаторов напряжение между ними распределяется обратно пропорционально их ёмкостям. Поэтому, есть смысл при последовательном соединении применять конденсаторы с номинальным напряжением равным тому, которое имеет конденсатор, взамен которого мы ставим составной.

Если же используются конденсаторы с одинаковой ёмкостью, то напряжение между ними разделится поровну.

Для электролитических конденсаторов.

При соединении электролитических конденсаторов (электролитов) строго соблюдайте полярность! При параллельном соединении всегда подключайте минусовой вывод одного конденсатора к минусовому выводу другого,а плюсовой вывод с плюсовым.

Параллельное соединение электролитов

Схема параллельного соединения

В последовательном соединении электролитов ситуация обратная. Необходимо подключать плюсовой вывод к минусовому. Получается что-то вроде последовательного соединения батареек.

Последовательное соединение электролитов

Схема последовательного соединения

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 них 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 всего будет, если они взяты из одной партии, так как в таком случае разброс параметров у них будет небольшой.

Конечно, возможно и смешанное (комбинированное) соединение, но в практике оно не применяется (я не видел ). Расчёт ёмкости при смешанном соединении обычно достаётся тем, кто решает задачи по физике или сдаёт экзамены 🙂

Тем же, кто не на шутку увлёкся электроникой непременно надо знать, как правильно соединять резисторы и рассчитывать их общее сопротивление!

Главная &raquo Радиоэлектроника для начинающих &raquo Текущая страница

Также Вам будет интересно узнать:

 

Подключение конденсатора | Полезные статьи

В одной из предыдущих статей мы рассматривали подключение трехфазного двигателя. Но можно ли подключить трехфазный двигатель к однофазной сети? Да, можно. И сегодня в нашей статье мы расскажем о том, как выполнить подключение трехфазного двигателя к однофазной сети с помощью конденсатора.

 

Понравилось видео? Подписывайтесь на наш канал!

 

Трехфазный электродвигатель можно подключать к бытовой однофазной сети с напряжением 220В и использовать его для приведения в движение самодельных циркулярных пил, токарных и заточных станков, а также других механизмов. Для этого подключение двигателя выполняется через конденсатор или батарею конденсаторов, включенных параллельно в цепь питания одной из обмоток трехфазного двигателя и создающих смещение фазы, а значит, и вращающееся магнитное поле. Для электродвигателей мощностью до 1,5 кВт достаточно только рабочего конденсатора, а для двигателей с большей мощностью или запускающихся под нагрузкой потребуется еще и пусковой конденсатор.

 

В качестве пусковых и рабочих конденсаторов нужно использовать металлобумажные или металлизированные полипропиленовые пленочные конденсаторы. А в качестве пусковых – конденсаторы типа MOTOR STARTING.

 

При выборе электродвигателя нужно обратить внимание на возможность соединения его обмоток по схеме «треугольник» с питающим напряжением 220 Вольт. В клеммной коробке двигателя перемычки должны быть установлены для соединения обмоток по данной схеме. В случае соединения обмоток по схеме «звезда» нужно переставить перемычки и выполнить соединение обмоток «треугольником».

 

Для запуска асинхронного двигателя, например, АИР71B2 от однофазной сети потребуется рабочий конденсатор емкостью 100 мкФ и пусковой конденсатор емкостью 250 мкФ.

 

Емкость рабочего конденсатора была рассчитана по формуле:

 

Cр – емкость рабочего конденсатора в микрофарадах; 

4800 – коэффициент пересчета для соединения обмоток статора по схеме «треугольник»;

P – мощность двигателя в Ваттах;

U – напряжение сети в вольтах; 

η  – КПД двигателя, выраженный в процентах, деленных на 100; 

cosϕ – коэффициент мощности. 

 

Емкость пускового конденсатора должна превышать емкость рабочего конденсатора в 2,5-3 раза.

 

А если у вас нет времени для сложных расчетов, воспользуйтесь онлайн-сервисом на сайте Cable.ru: https://cable.ru/services/capacity.php 

Подключение конденсатора

Внутри коробки управления монтируем на дин-рейку двухполюсный автоматический выключатель на 6 Ампер с времятоковой характеристикой C; к стене коробки управления с помощью хомутов закрепляем пусковой и рабочий конденсаторы. Затем устанавливаем шину заземления.

 

Заводим снизу коробки управления трехжильный кабель типа КГ на напряжение 380В сечением не менее 1,5 мм². На другой конец кабеля устанавливаем штепсельную вилку.

 

Жилы синего и коричневого цвета оконцовываем наконечниками и зажимаем в нижних клеммах автоматического выключателя, а жилу желто-зеленого оконцовываем и подключаем к шине заземления.

 

Пускатель ПНВС, установленный сверху коробки управления, имеет по три контакта с двух сторон. При нажатии кнопки «Пуск» все шесть контактов закрываются, при этом крайние четыре контакта фиксируются. После того, как двигатель наберет номинальные обороты и выйдет в рабочий режим, кнопку «Пуск» нужно отпустить, чтобы центральные контакты, подключающие пусковой конденсатор, открылись. Для завершения работы нажимаем кнопку «Стоп», после чего крайние контакты открываются.

 

Затем верхние контакты автоматического выключателя и два крайних контакта пускателя со стороны кнопки «Пуск» черного цвета соединяем с помощью монтажного провода типа ПВ1 сечением не менее 1,5 мм². Провода выводим через отверстие в верхней крышке коробки управления. Провод коричневого цвета используется для соединения фазных контактов автоматического выключателя и пускателя; провод синего цвета – для соединения контактов рабочего нуля.

 

Подключаем пусковой конденсатор: соединяем провода с выводами пускового конденсатора при помощи пайки, а места соединений изолируем термоусадочными трубками. Другие концы проводов выводим через то же отверстие в верхней крышке.

 

Провод синего цвета от конденсатора подключаем к контакту нажимного пускателя ПНВС совместно с проводом такого же цвета, идущего от верхнего контакта автоматического выключателя к пускателю, а провод коричневого цвета — к центральному контакту пускателя.

 

После этого закручиваем винты контактов. 

 

В коробку управления заводим снизу четырежильный кабель. Жилу желто-зеленого цвета оконцовываем и подключаем к шине заземления.

 

Выводим остальные жилы кабеля через отверстие в верхней крышке коробки управления и оконцовываем.

 

Жилы коричневого и синего цвета подключаем к крайним контактам пускателя со стороны кнопки «Стоп» (красного цвета), а жилу черного цвета подключаем к среднему контакту пускателя.

 

Переходим к подключению рабочего конденсатора. Соединяем пайкой провода коричневого и синего цвета с выводами рабочего конденсатора, а места соединений изолируем термоусадочными трубками. Выводим свободные концы проводов в отверстия в верхней части коробки управления возле кнопки «Стоп».

 

Провод синего цвета подключаем к крайнему контакту пускателя, в который ранее заведена жила кабеля синего цвета. Провод второго контакта рабочего конденсатора (коричневого цвета) подключаем к среднему контакту пускателя, в который уже заведена жила кабеля черного цвета. Закручиваем все винты контактов, закрываем крышку пускателя и закрываем дверцу коробки управления.

 

 

Далее заводим свободный конец кабеля внутрь клеммной коробки двигателя и оконцовываем жилы.

 

Выполняем подключение:

 

• жилу с изоляцией синего цвета соединяем с клеммой U1; 

• жилу черного цвета — с клеммой V1;

• жилу коричневого цвета — с клеммой W1;

• жилу желто-зеленого цвета подключаем к винту заземления.

 

Далее закрываем крышку клеммной коробки.

 

Подключаем питающий кабель в розетку, нажимаем на кнопку «Пуск». Отпускаем ее после того, как двигатель наберет номинальные обороты.

 

Закончив работу, нажимаем кнопку «Стоп», после чего двигатель постепенно сбрасывает обороты и останавливается. 

 

Таким образом, мы рассказали, как подключить конденсатор к электродвигателю. Вы также можете посмотреть наше видео, в котором поэтапно показано подключение двигателя с конденсатором.

 

Не забывайте о нашем полезном онлайн-сервисе, с помощью которого можно быстро рассчитать емкость конденсатора. 

Схема подключения конденсатора к сабвуферу: рассмотрим подробно

Схема подключения конденсаторов для сабвуфера с магнитолой, усилителем и другими потребителями

Как подключить конденсатор к сабвуферу и зачем он нужен, знают только те, кто уже сталкивался с работой по улучшению автозвука, потому что, когда самостоятельно устанавливаете аудиосистему, поневоле приходится изучить множество различных материалов.
Среди материалов, встречаются те, что рекомендуют совместно с усилителем обязательно установить накопитель либо конденсатор своими руками. Действительно ли необходим конденсатор, или это очередная выдумка, а если нужен, то для чего, сейчас разберемся.

Немного о конденсаторах

Вот так выглядит современный накопитель для сабвуфера

В наши дни все чаще встречаются накопители для сабвуфера, в устройстве которых применяются конденсаторы, фото выше (от латинского Condense — накапливать):

• Раньше подобные фильтры для сабвуферов встречались лишь в навороченных системах топового уровня, однако сегодня все чаще они встречаются и среди бюджетных вариантов инсталляций
• Сейчас подробно разберемся для чего так необходим конденсатор (далее кондер) в аудио системе автомобиля
• Сегодня современный активный сабвуфер при воспроизведении музыки на кратковременных пиках звучания потребляет значительный (повышенный) ток
• Однако необходимую мощность тока сегодня не в состоянии будут обеспечить даже наиболее мощные аккумуляторы
• Без применения кондеров в эти моменты появляется ощутимые провалы при работе сабвуфера, что значительно снижает качество его звучания
  Чтобы решить проблемы с накоплением дополнительного напряжения и применяются накопители
• Главным назначением этой детали в схеме является аккумулирование заряда, который, в случае необходимости отдается в сеть к усилителю для сабвуфера
• Сразу после отдачи заряда, конденсатор заряжается вновь (см.Как зарядить конденсатор для сабвуфера самостоятельно) для обеспечения нового пика баса сабвуфера
• Схема установки сабвуфера и конденсатора показана на первом рисунке
• Происходит весь процесс за долю секунды, что позволяет постоянно обеспечивать качественное звучание
• При этом даже в дешевых инсталляциях с использованием сабвуфера качество звучания улучшается кардинальным образом
• Сразу исчезает столь неприятное каждому невнятное бубнение, которое возникает при провалах (недостатке) напряжения
• Так ли нужен этот конденсатор?
• Ведь известно, что цена за него увы, не маленькая, поэтому не далеко не каждый автомобилист, даже среди любители качественного звука, может себе позволить подобную роскошь
• Но с другой стороны, практически каждый меломан обзаводится рано или поздно мощной музыкальной аппаратурой и доводит её звучание до совершенства
• Мощность звучания – это хорошо, однако, чем мощнее ваша система, тем больше она требует энергии

Внимание: Ни один аккумулятор не способен отдавать такую мощную энергию, в результате этого происходит просадка напряжения, которая выражается в том, что фары у вас начинают «моргать», заметно падает мощность усилителя, от этого бас исходящий от сабвуфера, ранее абсолютно четкий, становится «размытым». В особо тяжелых случаях такое резкое падение напряжения на усилителе приводит к клиппингу, это грозит вам повреждением динамиков.

• И по сегодняшний день в Интернете, на форумах, в блогах и сайтах ведутся горячие дискуссии, относительно необходимости либо бесполезности подобного накопителя
• Споры эти, к большому сожалению всех любителей хорошего автозвука, не приводят к истине («в споре истина умирает»- как сказал ещё древнегреческий философ)
• Они бесполезны, просто потому, что зачастую оппоненты не имеют даже начального, «школьного» представления, относительно физики протекающих процессов

Примечание: Самой большой глупостью, которую легко можно отыскать на подобных форумах, является утверждение, что — надо выбирать конденсатор исходя из расчета исключительно количества фарад на киловатт, подобные рекомендации не верны в корне, абсолютно не понятно, откуда они берутся.

• Чтобы раскрыть завесу хоть в некоторой степени, сейчас вернемся к урокам физики
• И по мере обновления (освежения) в нашей памяти полезных знаний, все мифы развеются, как утренний туман

Различия аккумулятора и конденсатора

Прежде чем изучать вопрос, как правильно подключить конденсатор для сабвуфера, нужно понимать для чего, поэтому давайте разберемся:

• Конденсатор является тем же потребителем питания, он не способен самостоятельно вырабатывать электроэнергию, однако он способен накапливать её, а затем расходовать на собственные утечки, не на утечки аккумулятора
• Задачей конденсатора является накопление энергии, а затем её отдача потребителю
• Накопитель обладает низким внутренним сопротивлением, по этой причине он «расстается» с накопленной энергией быстро (кстати, накапливает энергию он так же быстро)

Примечание: Отличается конденсатор от аккумулятора тем, что вершина отдачи энергии в конденсаторе приходится лишь на первый миг, затем происходит резкое падение заряда, а вместе с зарядом падает и скорость его отдачи. В аккумуляторе отдача идет без скачков и падений в течение продолжительного времени.

• Сегодня существует альтернатива конденсаторам – ионисторы, рассмотрим их плюсы и минусы

Ионисторы

Ионисторы – модные заменители накопителей, то, что зачастую возит в багажнике большинство меломанов, они отличаются от конденсаторов следующими параметрами:

• Большими потерями энергии
• Огромным сопротивлением
• Отдают заряд намного медленнее накопителей
• Стоят дешевле в несколько раз, чем накопители такой же емкости
• Оптимальным временем работы ионистора является: 1 секунда/83 кул.

Проверяем ионистор

Инструкция рекомендует проверить ионистор, чтобы понять, работает ли он, и как он работает:

• Цепляете ионистор к акустической системе с просадками питания
• Заводите мотор и наблюдаете, если напряжение на его клеммах усиливается, значит пока все у вас в порядке
• Увеличиваете громкость и замечаете, как напряжение садится от 13-ти до 10-ти вольт

Примечание: Это означает одно, при первом же ударе мощности саба заряд падает и ионистор превращается в лишний компонент в системе питания, поскольку активным и полезным он бывает тогда, когда заряд его выше напряжения внутри сети.

• Подобную ситуацию любители автозвука называют просадкой, она может стать значительно большей, если вы применяете в системе питания тонкие и некачественные провода из дешевого обмедненного алюминия
• В таком случае к стандартной просадке добавляется просадка от кабеля

Примечание: Стоит знать, чем грозит вам просадка кабеля. Причина в том, что от резкого возрастания потребления происходит возрастание реактивного сопротивления.

И чем быстрее и больше пользователь хочет взять через кабель энергию, тем кабель сильнее будет этому мешать (особенно если он у вас тонкий и очень длинный). Проблема от дешевого и низкокачественного кабеля отражается на ионисторе, который после разрядки, не сможет больше снова накопить энергию, поэтому решайте сами

Установка конденсатора

Схема подключения конденсатор для сабвуфера, то с чего следует начинать работу:

Схема подключения в цепь конденсатора

• Устанавливая кондер, рекомендуется подключить его параллельно, относительно питания усилителя
• Располагать его нужно, по возможности ближе к усилителю, причем не дальше 60 сантиметров
• Если вы на место популярного ионистора вы поставите накопитель, тогда результат от него получится намного эффективнее
• Генератор вашего автомобиля следует отремонтировать или поставить новый
• От генератора прокладываете провода на плюс и массу
• Устанавливаете новый аккумулятор, или старый после профилактики
• Клеммы либо тщательно зачищаете, либо заменяете новыми
• Прокладываете силовой кабель из меди хорошего качества и с хорошим сечением
• Подключаете усилитель, не забываете при этом про предохранитель

Совет: Пока не проверите контакт всех клемм и не убедитесь, что в сети есть 14вольт, не подсоединяйте конденсатор.

• После проверки, можете подключать накопитель
• Не удивляйтесь, когда замеры на клеммах вам покажут те же значения, если цепь «живая», питания в ней хватает, тогда конденсатору включаться не нужно, он просто ждет своего часа, сработает, когда в этом будет необходимость

Примечание: Еще одно распространенное заблуждение по поводу конденсаторов, якобы они нужны в системах, где вам необходима максимальная громкость либо на соревнованиях в мощности звучания, для фанатов эс пи эль. На самом деле, при обычных случаях, он будет удачно заменять ионистор.

Доказать что кондер необходим в обычных акустических автомобильных системах можно:

• Замеры накопителя могут длиться долго, при этом «проснется» даже кислотный аккумулятор, и сумеет отдать свой потенциал
• Среди фанатов звучания (так называемого братства эс пи эль «SPL») более принято применение гелеевых батарей, которые способны «стрелять» с поразительной скоростью сотнями ампер
• Поэтому как бы ни был хорош кондер, однако такой скорости он не выдержит и окажется не у дел
• Опять же, в «SPL» конденсатор будет потребителем, а для таких систем, это явное зло
• Проще говоря в системах эс пи эль никакой конденсатор либо иной накопитель не применяется
• Сегодня на рынке накопителей, и любой другой звуковой продукции очень много
• Некоторые из производители усилителей, заранее предусматривают в аппаратуре клеммы, специально для подключения накопителей, и выпускают сами кондеры для своей аппаратуры

Производитель Focal

Вот, например, известный производитель высококачественной аудиотехники и усилителей из Франции, Фокал, использует в своих моделях такое решение:

• Для кондеров в них предусматривается место, сразу после блока питания в усилителе
• Именно в них, по утверждению экспертов, эффективность применениям дополнительных накопителей выше во много раз

Примечание: Единственным недостатком этого фирменного конденсатора, является то обстоятельство, что он подходит исключительно к усилителям марки Фокал.

Особенности кондера Фокал следующие:

• Он значительно повышает характеристики звучания
• Модуль состоит из нескольких кондеров, работающих параллельно

Примечание: Количество кондеров в модуле соответствует количеству блоков питания в усилителях.

• Осуществляется подключение через комплектный кабель и специальный разъем
• При сложных режимах работы стабильность усилителя повышается за счет встроенной технологии High-Cap
• Схемы подключения конденсатора для сабвуфера прилагаются
• Как становится понятно, накопитель в системе необходим, он эффективнее ионистора, но и гораздо дороже, выбирать лучше той же фирмы, что и усилитель, чтобы не было проблем
• Подключать нужно качественными медными проводами, с хорошим сечением, чтобы не появилась просадка из-за проводов
• Не забывайте про хороший контакт, зачищайте клеммы и про мощный аккумулятор
• Применяйте исправный генератор
• Тогда звучание будет просто супер

Остается пожелать вам успешного подключения и порекомендовать видео, для успешного выполнения работы.

Конденсатор для сабвуфера, что это, как установить, и зарядить

Работа мощных автомобильных сабвуферов может сопровождаться проблемами, связанными с большим потреблением тока этими устройствами. Заметить это можно на пиках НЧ, когда сабвуфер «захлебывается».

Это объясняется просадками напряжения на входе питания саба. Исправить проблему помогает накопитель энергии, роль которого играет емкость конденсатора, включенного в цепь питания сабвуфера.

Зачем нужен конденсатор для сабвуфера

Электрический конденсатор представляет собой двухполюсное устройство, способное накапливать, сохранять и отдавать электрический заряд. Конструктивно он состоит из двух пластин (обкладок), разделенных диэлектриком. Важнейшей характеристикой конденсатора является его емкость, отражающая величину энергии, которую он способен накопить. Единицей измерения емкости служит фарада. Из всех типов конденсаторов, наибольшей емкостью обладают электролитические конденсаторы, а также их дальнейшие усовершенствованные родственники – ионисторы.

Чтобы понять, для чего нужен конденсатор, разберемся, что происходит в электрической сети автомобиля при включении в нее низкочастотной автоакустики, имеющей мощность 1 кВт и более. Простой подсчет показывает, что ток, потребляемый такими устройствами, достигает 100 ампер и выше. Нагрузка имеет неравномерный характер, максимумы достигаются в моменты басовых ударов. Просадка напряжения в момент прохождения автозвуком пика громкости НЧ обусловлена двумя факторами:

• Наличием внутреннего сопротивления аккумулятора, ограничивающим его способность к быстрой отдаче тока;
• Влиянием сопротивления соединительных проводов, вызывающим падение напряжения.

Аккумулятор и конденсатор имеют функциональную схожесть. Оба устройства способны накапливать электрическую энергию, впоследствии отдавая ее нагрузке. Конденсатор это делает значительно быстрее и «охотнее» аккумулятора. Такое свойство и лежит в основе идеи его применения.

Конденсатор подсоединяется параллельно аккумулятору. При резком увеличении потребления тока увеличивается падение напряжения на внутреннем сопротивлении аккумулятора и, соответственно, уменьшается на выходных клеммах. В этот момент включается в работу конденсатор. Он отдаёт накопленную энергию, и тем самым компенсирует падение отдаваемой мощности.

Как подобрать конденсатор

Требуемая емкость конденсатора зависит от мощности сабвуфера. Чтобы не вдаваться в сложные вычисления, можно пользоваться простым эмпирическим правилом: на 1 кВт мощности необходима емкость 1 фарада. Превышение этого соотношения идет только на пользу. Поэтому, наиболее распространенный в продаже конденсатор большой емкости в 1 фараду, можно использовать и для сабвуферов мощностью менее 1 кВт. Рабочее напряжение конденсатора должно быть не менее 14 – 18 вольт. Некоторые модели оборудованы цифровым вольтметром – индикатором. Это создает дополнительные удобства в эксплуатации, а электроника, контролирующая заряд конденсатора, позволяет облегчить эту процедуру.

Как подключить конденсатор к сабвуферу

Установка конденсатора не относится к сложным процедурам, но при ее выполнении нужно быть внимательным и соблюдать некоторые правила:

1. Чтобы избежать заметного падения напряжения, провода, соединяющие конденсатор и усилитель, не должны быть длиннее 50 см.По этой же причине, сечение проводов нужно выбрать достаточно большим;
2. Следует соблюдать полярность. Плюсовой провод от аккумулятора соединяют с плюсовой клеммой питания усилителя саба и с выводом конденсатора, обозначенным знаком «+». Вывод конденсатора с обозначением «-», соединяется с кузовом автомобиля и с минусовой клеммой питания усилителя. Если усилитель до этого уже был подключен к «массе», минусовой вывод конденсатора можно зажать той же гайкой, соблюдая при этом длину проводов от конденсатора к усилителю в указанных пределах 50 см;
3. Подключая конденсатор для усилителя, лучше воспользоваться штатными зажимами для присоединения проводов к его выводам. Если они не предусмотрены, можно воспользоваться пайкой. Следует избегать соединения скруткой, ток через конденсатор протекает значительный.

На рисунке 1 проиллюстрировано подключение конденсатора к сабвуферу.

Как зарядить конденсатор для сабвуфера

Подключать к электрической сети автомобиля, следует уже заряженный автомобильный конденсатор. Необходимость выполнения этого действия объясняется свойствами конденсатора, о которых упоминалось выше. Конденсатор заряжается так же быстро, как и разряжается. Поэтому, в момент включения разряженного конденсатора, токовая нагрузка будет чересчур велика.

Если купленный конденсатор на сабвуфер оснащен электроникой, контролирующей зарядный ток, можно не беспокоиться, смело подсоединяйте его к цепям питания. В противном случае, конденсатор следует заряжать до подключения, ограничивая ток. Удобно использовать для этого обыкновенную автомобильную лампочку, включив ее вразрез цепи питания. Рисунок 2 показывает, как правильно заряжать конденсаторы большой ёмкости.

В момент включения, лампа загорится в полный накал. Максимальный скачок тока будет ограничен при этом мощностью лампы и будет равен ее номинальному току. Далее, в процессе заряда, накал лампы будет ослабевать. По окончании процесса зарядки, лампа потухнет. После этого надо отключить конденсатор от зарядной цепи. Затем можно подключить заряженный конденсатор к цепи питания усилителя.

Если после прочтения статьи остались вопросы по подключению, советуем ознакомится со статьей «Как подключить усилитель в автомобиле».

Дополнительные плюсы установки конденсаторов в автомобилях

Кроме решения проблем с работой сабвуфера, подключаемый в сеть автомобиля конденсатор оказывает положительное влияние на режим работы электрооборудования в целом. Проявляется это следующим образом:

• Конденсатор является хорошим фильтром высокочастотных составляющих сетевого напряжения, возникающих при коммутации нагрузок и работе некоторых электронных приборов, его функции благоприятно сказываются на работе всех систем автомобиля;
• Применение конденсатора позволяет сгладить скачки напряжения, возникающие при включении и отключении потребителей бортовой сети, что позволяет генератору работать в более ровном режиме;
• При запуске автомобиля стартером, конденсатор, безусловно, принимает в нем дополнительное участие, отдавая свой заряд в бортовую сеть. Особенно это актуально зимой, когда возможность аккумулятора отдавать ток снижается, а свойства конденсатора не изменяются.

Конденсатор установлен, и вы заметили, что ваш сабвуфер начал играть интересней. Но если маленько постараться можно заставить его играть еще лучше, предлагаем вам ознакомиться со статьей «Как настроить сабвуфер».

Как подключить конденсатор и для чего он нужен

У многих часто возникает вопрос. Для чего нужен конденсатор в аудио системе? Как подключить конденсатор?

В этой статье я постараюсь дать краткое руководство.

Не углубляясь в физику процесса скажу,  что конденсатор способен накапливать в себе электрическую энергию и мгновенно отдавать ее. Именно свойство мгновенной отдачи энергии обратно в электрическую цепь и используется в автозвуке. При воспроизведение низкого баса на высоком уровне громкости в цепи питания усилителя происходит просадка напряжения, что можно наблюдать по мигающим в такт сабвуфера, лампочкам. Конденсатор установленный в цепи питания усилителя, заряжается и при просадке напряжения мгновенно разряжается, отдавая дополнительную энергию обратно в цепь. Таким образом сглаживается просадка напряжения, что благотворно влияет на воспроизведение низких частот на высоком уровне громкости. Бас становится более плотным, улучшается атака. По мимо этого уменьшается нагрузка на генератор и аккумулятор.

Виды автомобильных конденсаторов.

В настоящее время на рынке представлено разнообразное количество автомобильных конденсаторов. 

Рис. 1. Разнообразие конденсаторов.

При выборе конденсатора следует обращать внимание прежде всего на его емкость. Емкость подбирается ориентировчно 1Ф (1 Фарад) на 1000Вт.

Подключение конденсатора

Конденсатор устанавливается как можно ближе к потребителю (усилителю). Длинна проводов от конденсатора до усилителя не должна превышать 60 см., чем меньше тем лучше.

Рис. 2. Правильное подключение конденсатора

При подключении конденсатора в цепь его необходимо сначала зарядить и только потом подключать к цепи напрямую. Связано это с тем, что не заряженный конденсатор является обычным проводником, т.е. если не заряженный конденсатор подключить сразу в цепь то произойдет короткое замыкание.

В комплекте с конденсатором обычно имеется резистор, но я рекомендую подключать конденсатор через обычную автомобильную лампочку Рис. 3. В начале при подключении конденсатора через лампочку она будет гореть в полную яркость и по мере заряда конденсатора яркость будет падать. Только после того как лампочка совсем погаснет или будет гореть, но очень тускло, можно подключать конденсатор напрямую без лампочки.

Рис. 3. Подключение конденсатора через лампочку

В дорогих конденсаторах имеется система автоматической зарядки, такие конденсаторы можно подключать в цепь без предварительной зарядки. Если вы не уверены есть ли в конденсаторе такая система, подключайте конденсатор с предварительной зарядкой через лампочку.

На некоторых конденсаторах имеется встроенный вольтметр. Обычно на таких конденсаторах по мимо основных клемм «+» и «-» присутствует третья «Remote». В таком случает к этой клемме необходимо подать управляющий сигнал +12 В для включения вольтметра. Взять его можно либо с усилителя — контакт remote, либо с любого провода на котором появляется +12В при включении АСС (первое положение ключа в замке зажигания) или при включении зажигания.

Автор статьи: instalator

Последовательное и параллельное соединение конденсаторов (ёмкостей)

Практически ни одно электронное устройство не обходится без конденсатора. Он может стоять на входе или выходе устройства, перед или после некоторых элементов. Применяется последовательное и параллельное соединение конденсаторов. Как и для чего их подключать тем или иным способом и будем обсуждать.

Содержание статьи

Что такое конденсатор и его основные характеристики

Конденсатор — это радиодеталь, которая работает как накопитель электрической энергии. Чтобы понятнее было, как он работает, его можно представить как своего рода небольшой аккумулятор. Обозначается двумя параллельными чёрточками.

Обозначения различных типов конденсаторов на схемах. Чаще всего из строя выходят электролитические конденсаторы, так что стоит запомнить их обозначение

Основная характеристика конденсатора любого типа — ёмкость. Это то количество заряда, которое он в состоянии накопить. Измеряется в Фарадах (сокращенно просто буква F или Ф), а вернее, в более «мелких» единицах:

• микрофарадах — мкФ это 10^-6 фарада,
• нанофарадах — нФ это 10^-9 фарада;
• пикофарадах — пФ это 10^-12 фарада.

Вторая важная характеристика — номинальное напряжение. Это то напряжение, при котором гарантирована длительная безотказная работа. Например, 4700 мкФ 35 В, где 35 В — это номинальное напряжение 35 вольт.

У крупных по размеру конденсаторов, ёмкость и напряжение указаны на корпусе

Нельзя ставить конденсатор в цепь с более высоким напряжением чем то, которое на нём указано. В противном случае он быстро выйдет из строя.

Можно использовать конденсаторы на 50 вольт вместо конденсаторов на 25 вольт. Но это порой нецелесообразно, так как те, которые рассчитаны на более высокое напряжение, дороже, да и габариты у них больше.

Что он из себя представляет и как работает

В самом простейшем случае конденсатор состоит из двух токопроводящих пластин (обкладок), разделённых слоем диэлектрика.

Между обкладками находится слой диэлектрика — материала плохо проводящего электрический ток

На пластины подаётся постоянный или переменный ток. Вначале, пока энергия накапливается, потребление энергии конденсатором высокое. По мере «наполнения» ёмкости оно снижается. Когда заряд набран полностью, токопотребления вообще нет, источник питания как бы отключается. В это время конденсатор сам начинает отдавать накопленный заряд. То есть, он на время становится своеобразным источником питания. Поэтому его и сравнивают с аккумулятором.

Где и для чего используются

Как уже говорили, сложно найти схему без конденсаторов. Их применяют для решения самых разных задач:

• Для сглаживания скачков сетевого напряжения. В таком случае их ставят на входе устройств, перед микросхемами, которые требовательны к параметрам питания.
• Для стабилизации выходного напряжения блоков питания. В таком случае надо искать их перед выходом.

  Часто можно увидеть электролитические цилиндрические конденсаторы

• Датчик прикосновения (тач-пады). В таких устройствах оной из «пластин» конденсаторов является человек. Вернее, его палец. Наше тело обладает определённой проводимостью. Это и используется в датчиках прикосновения.
• Для задания необходимого ритма работы. Время заряда конденсаторов разной ёмкости отличается. При этом цикл заряд/разряд конденсатора остаётся величиной постоянной. Это и используется в цепях, где надо задавать определённый ритм работы.
• Ячейки памяти. Память компьютеров, телефонов и других устройств — это огромное количество маленьких конденсаторов. Если он заряжен — это единица, разряжен — ноль.
• Есть стартовые конденсаторы, которые помогают «разогнать» двигатель. Они накапливают заряд, потом резко его отдают, создавая требуемый «толчок» для разгона мотора.
• В фотовспышках. Принцип тот же. Сначала накапливается заряд, затем выдаётся, но преобразуется в свет.

Конденсаторы встречаются часто и область их применения широка. Но надо знать как правильно их подключить.

Как подключать конденсаторы

В электротехнике есть два основных вида соединения деталей — параллельное и последовательное. Конденсаторы также можно подключать по любому из указанных способов. Есть ещё особая — мостовая схема. Она имеет собственную область использования.

В схеме может быть последовательное и параллельное соединение конденсаторов

Параллельное подключение конденсаторов

При параллельном соединении все конденсаторы объединены двумя узлами. Чтобы параллельно подключить конденсаторы, скручиваем попарно их ножки, обжимаем пассатижами, потом пропаиваем. У некоторых конденсаторов большие корпуса (банки), а выводы маленькие. В таком случае используем провода (как на  рисунке ниже).

Так физически выглядит параллельное подключение конденсаторов

Если конденсаторы электролитические, следите за полярностью. На них должны стоять «+» или «-«. При их параллельном подключении соединяем одноимённые выводы — плюс к плюсу, минус — к минусу.

Расчёт суммарной ёмкости

При параллельном подключении конденсаторов их номинальная ёмкость складывается. Просто суммируете номиналы всех подключённых элементов, сколько бы их ни было. Два, три, пять, тридцать. Просто складываем. Но следите, чтобы размерность совпадала. Например, складывать будем в микрофарадах. Значит, все значения переводим в микрофарады и только после этого суммируем.

Расчёт ёмкости при параллельном подключении конденсаторов

Когда на практике применяют параллельное соединение конденсаторов? Например, тогда, когда надо заменить «пересохший» или сгоревший, а нужного номинала нет и бежать в магазин некогда или нет возможности. В таком случае подбираем из имеющихся в наличии. В сумме они должны дать требуемое значение. Все их проверяем на работоспособность и соединяем по приведенному выше принципу.

Пример расчёта

Например, включили параллельно два конденсатора — 8 мкФ и 12 мкФ. Следуя формуле, их номиналы просто складываем. Получаем 8 мкФ + 12 мкФ = 20 мкФ. Это и будет суммарная ёмкость в данном случае.

Пример расчёта конденсаторов при параллельном подключении

Последовательное соединение

Последовательным называется соединение, когда выход одного элемента соединяется со входом другого. Сравнить можно с вагонами или цепочкой из лампочек. По такому же принципу последовательно соединяют и конденсаторы.

Вот что значит последовательно соединить конденсаторы

При подключении полярных электролитических «кондеров» надо следить за соблюдением полярности. Плюс первого конденсатора подаете на минус второго и так далее. Выстраиваете цепочку.

Существуют неполярные (биполярные) электролитические конденсаторы. При их соединении нет необходимости соблюдать полярность.

Как определить ёмкость последовательно соединенных конденсаторов

При последовательном соединении конденсаторов суммарная ёмкость элементов будет меньше самого маленького номинала в цепочке. То есть, ёмкость последовательно соединённых конденсаторов уменьшается. Это также может пригодиться при ремонте техники — замена конденсатора требуется часто.

Последовательно соединённые конденсаторы

Использовать формулу расчёта приведённую выше не очень удобно, поэтому её обычно используют в преобразованном виде:

Формула расчёта ёмкости при последовательном соединении

Это формула для двух элементов. При увеличении их количества она становится значительно сложнее. Хотя, редко можно встретить больше двух последовательных конденсаторов.

Пример расчёта

Какая суммарная ёмкость будет если конденсаторы на 12 мкФ и 8 мкФ соединить последовательно? Считаем: 12*8 / (12+8) = 96 / 20 = 4,8 мкФ. То есть, такая цепочка соответствует номиналу 4,8 мкФ.

Пример расчета ёмкости при последовательном подключении конденсаторов

Как видите, значение меньше чем самый маленький номинал в последовательности. А если подключить таким образом два одинаковых конденсатора, то результат будет вполовину меньше номинала. Например, рассчитаем для двух ёмкостей по 12 мкФ. Получим: 12*12 / (12 + 12) = 144 / 24 = 6 мкФ. Проверим для 8 мкФ. Считаем: 8*8 / (8+8) = 64 / 16 = 4 мкФ. Закономерность подтвердилась. Это правило можно использовать при подборе номинала.

Почему электролитические конденсаторы выходят из строя и что делать

Зачастую, чтобы отремонтировать вышедшую из строя электронную технику, достаточно найти и заменить вздувшиеся конденсаторы. Дело в том, что срок жизни их небольшой — 1000-2000 тысячи рабочих часов. Потом он обычно выходит из строя и требуется его замена. И это при нормальном напряжении не выше номинального. Так происходит потому, что диэлектрик в конденсаторах, чаще всего, жидкий. Жидкость понемногу испаряется, меняются параметры и, рано или поздно, конденсатор вздувается.

Электролитические конденсаторы имеют специальные насечки на верхушке корпуса, чтобы при выходе из строя избежать взрыва

Высыхает электролит не только во время работы. Даже просто «от времени». Это конструктивная особенность электролитических конденсаторов. Поэтому не стоит ставить выпаянные из старых схем конденсаторы или те, которые несколько лет (или десятков лет) хранятся в мастерской. Лучше купить «свежий», но проверьте дату производства.

Можно ли продлить срок эксплуатации конденсаторов? Можно. Надо улучшить теплоотвод. Чем меньше греется электролит, тем медленнее высыхает. Поэтому не стоит ставить аппаратуру вблизи отопительных приборов.

Для улучшения отвода тепла ставят радиаторы

Второе — надо следить за тем, чтобы хорошо работали кулера. Третье — если рядом стоят детали, которые активно греются во время работы, надо конденсаторы каким-то образом от температуры защитить.

Как подобрать замену

Если часто приходится менять один и тот же конденсатор, его лучше заменить на более «мощный» — той же ёмкости, но на большее напряжение. Например, вместо конденсатора на 25 вольт, поставить конденсатор на 35 вольт. Только надо иметь в виду, что более мощные конденсаторы имеют большие размеры. Не всякая плата позволяет сделать такую замену.

Конденсатор той же ёмкости, но рассчитанный на большее напряжение, имеет больший размер

Можно поставить параллельно несколько конденсаторов с тем же напряжением, подобрав номиналы так, чтобы получить требуемую ёмкость. Что это даст? Лучшую переносимость пульсаций тока, меньший нагрев и, как следствие, более продолжительный срок службы.

Что будет, если поставить конденсатор большей ёмкости?

Часто приходит в голову идея поставить вместо сгоревшего или вздувшегося конденсатор большей ёмкости. Ведь он должен меньше греться. Так, во всяком случае, кажется. Ёмкость практически никак не связана со степенью нагрева корпуса. И в этом выигрыша не будет.

Устройство электролитического конденсатора

По нормативным документам отклонение номинала конденсаторов допускается в пределах 20%. Вот на эту цифру можете спокойно ставить больше/меньше. Но это может привести к изменениям в работе устройства. Так что лучше найти «родной» номинал. И учтите, что не всегда можно ставить большую ёмкость. Можно если конденсатор стоит на входе и сглаживает скачки питания. Вот тут большая ёмкость уместна, если для её установки достаточно места. Это точно нельзя делать там, где конденсатор работает как фильтр, отсекающий заданные частоты.

Можно менять на ту же ёмкость, но чуть более высокое напряжение. Это имеет смысл. Но размеры такого конденсатора будут намного больше. Не в любую плату получится его установить. И учтите, что корпус его не должен соприкасаться с другими деталями.

Параллельное и последовательное соединение конденсаторов, схемы, расчет

Радиоэлементы можно соединить между собой тремя способами. Существует   параллельное и последовательное соединение конденсаторов, а также смешанный тип. Всегда можно точно определить емкость равноценного конденсатора по этому показателю. Его можно поменять на ряд соединенных в цепь других, более мелких по емкости конденсаторов. Для равнозначного конденсаторы должно быть выполнено некоторое условие, а именно подключенное напряжение к конденсатору равно напряжению на зажимах этой группы этих.

Таким же образом подключается все радиоэлементы, существующие на данный момент. Главным образом используются параллельное и последовательное соединение конденсаторов.   В данной статьи рассмотрены все типы соединений конденсаторов. В качестве бонуса. в статье есть видеоролик и статья, посвященные этой теме.

 

Виды соединения конденсаторов в обмотке.

Последовательное и параллельное соединение конденсаторов

Соединение конденсаторов в электрической цепи может быть последовательным, параллельным и последовательно-пареллельным (смешанным). Если провести аналогию между соединением конденсаторов и соединением резисторов, то стоит отметить, что формулы расчета общей емкости и общего сопротивления идентичны, только между разными типами соединений: Формула C_общ при параллельном соединении конденсаторов = формула R_общ при последовательном соединении резисторов.

• C_общ — общая емкость.
• R_общ — общее сопротивление.

При последовательном соединении конденсаторов (рис. 3) на обкладках отдельных конденсаторов электрические заряды по величине равны:  Q1 = Q2 = Q3 = Q. Действительно, от источника питания заряды поступают лишь на внешние обкладки цепи конденсаторов, а на соединенных между собой внутренних обкладках смежных конденсаторов происходит лишь перенос такого же по величине заряда с одной обкладки на другую (наблюдается электростатическая индукция), поэтому и на них по- являются равные и разноименые электрические заряды.

Соединения конденсаторов.

Напряжения между обкладками отдельных конденсаторов при их последовательном соединении зависят от емкостей отдельных конденсаторов: U1 = Q/C1, U1 = Q/C2, U1 = Q/C3, а общее напряжение U = U1 + U2 + U3. Общая емкость равнозначного (эквивалентного) конденсатора C = Q / U = Q / (U1 + U2 + U3), т. е. при последовательном соединении конденсаторов величина, обратная общей емкости, равна сумме обратных величин емкостей отдельных конденсаторов. Формулы эквивалентных емкостей аналогичны формулам эквивалентных проводимостей.

Материал в тему: все о переменном конденсаторе.

Параллельное соединение конденсаторов

Параллельное соединение конденсаторов — это соединение при котором конденсаторы соединяются собой обоими контактами. В результате к одной точке может быть присоединено несколько конденсаторов. При параллельном соединении формируется один большой конденсатор с площадью обкладок, равной сумме площадей обкладок всех отдельных компонентов. Поскольку емкость конденсаторов прямо пропорциональна площади обкладок, общая емкость С_общ при параллельном соединении равняется сумме емкостей всех конденсаторов в цепи.

Напряжение при параллельном соединении

На все параллельно соединенные конденсаторы падает одинаковое напряжение. Так происходит, потому что существует всего лишь две точки, между которыми может быть разность потенциалов (напряжение). Другими словами, можно сказать что при параллельном соединении все конденсаторы подключены к одному источнику напряжения. Ток конденсатора во время переходного периода зависит от его емкости и изменения напряжения:

• i_c — ток конденсатора
• C — Емкость конденсатора
• ΔV_C/Δt – Скорость изменения напряжения

При параллельном соединении через каждый конденсатор потечет одельный ток, в зависимости от емкости конденсатора:

Последовательное соединение конденсаторов

Если же соединение конденсаторов в батарею производится в виде цепочки и к точкам включения в цепь непосредственно присоединены пластины только первого и последнего конденсаторов, то такое соединение конденсаторов называется последо­вательным. При последовательном соединении все конденса­торы заряжаются одинаковым количеством электричества, так как непосредственно от источника тока заряжаются только крайние пластины, а остальные пластины заря­жаются через влияние. При этом заряд пла­стины будет равен по величине и противо­положен по знаку за­ряду пластины 1, заряд пластины 3 будет равен по величине и противоположен по знаку заряду пла­стины 2 и т. д.

Напряжения на различных конденсаторах будут, вообще говоря, различными, так как для заряда одним и тем же количеством электричества конденсаторов различной емкости всегда требуются различные напряжения.

Типы соединений конденсаторов.

Чем меньше емкость конденсатора, тем большее напряжение необходимо для того, чтобы зарядить этот конденсатор требуемым количеством электричества, и наоборот.

Таким образом, при заряде группы конденсаторов, соединенных последовательно, на конденсаторах малой емкости напряжения будут больше, а на конденсаторах большой емкости — меньше.

Аналогично предыдущему случаю можно рассматривать всю группу конденсаторов, соединенных последовательно, как один эквивалентный конденсатор, между пластинами которого существует напряжение, равное сумме напряжений на всех конденсаторах группы, а заряд которого равен заряду любого из конденсаторов группы. Возьмем самый маленький конденсатор в группе. На нем должно быть самое большое напряжение. Но напряжение на этом конденсаторе составляет только часть общего напряже­ния, существующего на всей группе конденсаторов. Напря­жение на всей группе больше напряжения на конденсаторе, имеющем самую малую емкость. А отсюда непосредственно следует, что общая емкость группы конденсаторов, соединен­ных последовательно, меньше емкости самого малого конден­сатора в группе.

Последовательное соединение конденсаторов – это соединение двух или более конденсаторов в форме цепи, в которой каждый отдельный конденсатор соединяется с другим отдельным конденсатором только в одной точке. Ток (i_C), заряжающий последовательную цепь конденсаторов, будет одинаковым для всех конденсаторов, поскольку у него есть только один возможный путь прохождения.

Вследствие того что через все последовательно соединенные конденсаторы течет одинаковый ток, количество накопленого электрического заряда для каждого конденсатора будет одинаковым, независимо от его емкости. Так происходит, потому что электрический заряд, накапливаемый на обкладке любого конденсатора, должен прийти с обкладки примыкающего конденсатора. Таким образом, последовательно соединенные конденсаторы имеют одинаковый электрический заряд.

Стоит почитать: все об электолитических конденсаторах.

Правая обкладка первого конденсатора С1 соединяется с левой второго конденсатора С2, у которого правая обкладка соединяется с левой третьего конденсатора С3. Это означает, что в режиме постоянного тока конденсатор С2 электрически изолирован от общей цепи. В итогое эффективная площадь обкладок уменьшается до площади обкладок самого маленького конденсатора. Это объясняется тем, что как только обкладки наименшей площади заполнятся электрическим зарядом, данный конденсатор перестанет пропускать ток. В результате ток прекратиться во всей цепи, и процесс зарядки остальных конденсаторов также прекратится. При последовательном соединении общее расстояние между обкладками увеличивается до суммы расстояний между обкладками всех конденсаторов.

Таким образом, последовательная цепь формирует один большой конденсатор с площадью обкладок элемента с наименьшей емкостью, и расстоянием между обкладками, равному сумме всех расстояний в цепи. На каждый отдельный конденсатор в последовательной цепи падает разное напряжение. Поскольку емкость обратно пропрциональна напряжению (С = Q/V), то чем меньше емкость конденсатора, тем большее напряжение на него упадет. Применим закон Кирхгофа для напряжения в последовательной цепи из трех конденсаторов.

Емкость конденсатора прямо пропорциональна его заряду и обратно пропорциональна его напряжению — C = Q/V. Как уже упоминалось выше, последовательно соединенные конденсаторы имеют одинаковый электрический заряд — Qобщ = Q1 = Q2 = Q3. Из данного уравнения можно легко вывести формулу общей емкости для любого частного случая последовательного соединения.

Интересно почитать: принцип действия и основные характеристики варисторов.

Если в цепи есть и последовательное и параллельное соединение, то такую цепь называют смешанной или последовательно-параллельной. Тем не менее, смешанное соединение может иметь как последовательный, так и параллельный характер.

Типы соединений конденсаторов.

Общая емкость смешанного соединения конденсаторов

Чтобы посчитать общую емкость смешанного соединения конденсаторов, следуют такому же алгоритму, как и при расчете общего сопротивления смешанного соединения резисторов.

• Цепь разбивают на участки с только пареллельным или только последовательным соединением
• Вычисляют общую емкость для каждого отдельного участка.
• Вычисляют общую емкость для всей цепи смешанного соединения.

Вполне справедливым может оказаться вопрос, для чего надо соединять конденсаторы последовательно, если общая емкость будет меньше? Скорее всего, первым что приходит в голову — это чтобы получить новый эквивалентный конденсатор с меньшей емкостью. Но в производстве микросхем вряд ли будут делать подобное, поскольку, во -первых, обычно нужно экономить место на печатной плате, а во-вторых, нет смысла тратить деньги на два компонента или больше, если можно купить один с требуемой емкостью.

Но если в параллельном или последовательном соединении конденсаторов еще есть хоть какая-то логика, то кому вообще нужно смешанное? Дело в том, что емкостью, то есть способностью накапливать электрический заряд, обладает любое тело в природе, даже человеческое.

Если мы говорим о электрической цепи, то все ее элементы на практике обладают емкостью, и их можно представить, как конденсаторы. Часто такую емкость еще называют паразитической, потому как она создает разного рода помехи.

Например, у нас есть какая-то электронная цепь с множеством различных компонентов, которая принимает сигнал, обрабатывает его определенным образом и выдает на выход результат. Известно, что время задержки сигнала, в основном, зависит от паразитической емкости электронных компонентов схемы. Поскольку должно пройти время зарядки паразитической емкости, прежде чем она начнет пропускать сигнал. Если мы хотим узнать время задержки, нужно посчитать общую емкость всех компонентов, конвертировав их в цепь из конденсаторов.

Материал в тему: описание и область применения подстроечного резистора.

Последовательное и параллельное соединение конденсаторов

Последовательное и параллельное соединение конденсаторов применяют в зависимости от поставленной цели. При последовательном соединении конденсаторов уменьшается общая емкость и увеличивается общее напряжение конденсаторов. А общее напряжение будет равняться сумме напряжений всех конденсаторов. Например: мы имеем три конденсатора по 30 мкФ x 100 В каждый. При их последовательном соединении общий конденсатор будет иметь следующие данные: 10 мкФ x 300 В.

При параллельном соединении общая емкость конденсаторов складывается, а допустимое напряжение всего набора будет равно напряжению конденсатора, имеющего самое низкое значение допустимого напряжения из всего набора. C = C1 + C2 + C3 + C4 + …Например: мы имеем три конденсатора 30 мкФ x 100 В, соединённые параллельно. Параметры всего набора конденсаторов в этом случае будут следующие: 90 мкФ x 100 В.

Соединение более двух конденсаторов последовательно редко встречается в реальных схемах. Хотя для увеличения общего напряжения такой набор может встретиться в высоковольтных источниках питания. А вот в низковольтных источниках довольно часто встречается параллельное соединение нескольких конденсаторов для сглаживания пульсаций после выпрямления при больших токах потребления. Обратите внимание, формулы вычисления емкости последовательного и параллельного соединения конденсаторов в точности обратным формулам вычисления сопротивления при последовательном и параллельном соединении резисторов.

Более подробно о типах подключения конденсаторов можно узнать  прочитав статью подключения конденсаторов. Если у вас остались вопросы, можно задать их в комментариях на сайте. Также в нашей группе ВК можно задавать вопросы и получать на них подробные ответы от профессионалов.

Чтобы подписаться на группу, вам необходимо будет перейти по следующей ссылке: https://vк.coм/еlеctroinfonеt. В завершение статьи хочу выразить благодарность источникам, откуда мы черпали информацию:

www.electricalschool.info

www.sxemotehnika.ru

www.katod-anod.ru

www.hightolow.ru

 

Предыдущая

КонденсаторыКонденсатор — простыми словами о сложном

Следующая

КонденсаторыКак обозначаются конденсаторы на схеме?