Последовательное и параллельное соединение конденсаторов

Объяснить, почему емкость уменьшается, когда конденсаторы одного номинала соединены последовательно, очень просто
Для этого давайте окунемся в мир научной фантастики и сделаем электроны (заряды) живыми, которые могут видеть и чувствовать.
Пример №1:
Имеется один конденсатор с емкостью C и напряжением U. Мы подключаем конденсатор к источнику напряжения. Электроны бегут от плюсовой стороны источника питания к плюсовой стороне конденсатора. Почему они убежали? Ток течет от плюса к минусу. Откуда берется минус? Минусовая клемма конденсатора подключена к минусу, поэтому он принимает минусовой потенциал. Электроны “увидели”, что за диэлектрическим слоем находится отрицательный заряд, и все вместе побежали к плюсовому концу конденсатора, чтобы там, собравшись вместе, перейти к минусовому концу. Но этого не произошло! Диэлектрический слой настолько прочен, что электроны не перейдут на минусовую сторону, как бы им этого ни хотелось. Диэлектрический слой отвечает за то, насколько сильно электроны “чувствуют” противоположную стенку конденсатора, и, следовательно, сколько их может на ней накопиться.
Пример №2:
Имеются два конденсатора с емкостью C и напряжением U. Мы соединяем их последовательно. Логично, что напряжение, которое может выдержать наш составной конденсатор, будет равно 2U (точно так же, как и последовательно соединенные батареи). Но что происходит с емкостью? Подключаем источник питания. Электроны бегут к положительной стороне конденсатора. И что они там видят? Они увидели, что есть одна диэлектрическая стена и другая, которую они действительно хотят преодолеть. Но какова толщина этих стен? Бедные электроны не знают. Они могут ощущать противоположный заряд (минус) только через эти стенки. Минус кричит на них: “Эй, собирайтесь вместе! У меня есть потенциал, и мне нужно так много вас!”.
В первом случае, через одну стенку, электроны хорошо слышали, сколько им нужно, но здесь две стенки. Половина электронов тоже не слышала, что они должны прийти, так что разность потенциалов была правильной. Поэтому они не пришли. И только половина из тех, кто был в примере 1, пришли и взяли всю облицовку. Таким образом, емкость уменьшилась вдвое. Электронов (зарядов) стало в 2 раза меньше.

На этом сказка заканчивается, и хорошо тому огурцу, который слушал.

_________________

JLCPCB, всего $2 за прототип платы! Любой цвет по вашему желанию!

Подпишитесь и получите два купона на $5 каждый: https://jlcpcb.com/cwc

Сегнетокерамика и имеет проницаемость около 10000. Керамические конденсаторы имеют низкую емкость, потому что между диэлектриком и пластиной есть микроскопический слой воздуха, а воздух имеет проницаемость = 1. У нас конденсаторы соединены последовательно, или субж. В электролите удалили один из слоев и емкость увеличилась, а в суперконденсаторе удалили и другой слой и получили гигант (на пальцах).

Если электролиты соединены последовательно, то нет необходимости в диодах, внутреннее сопротивление таких электролитов в обратном режиме в любом случае довольно низкое. Поэтому первоначально один конденсатор действительно будет заряжаться в обратной полярности, но затем напряжение на нем упадет, а на другом вырастет. Такие цепи не используются при больших токах – в основном они применяются для развязки цепей по постоянной составляющей. В тех же схемах можно нагрузить средний отвод конденсаторов резистором на землю (если подключен к минусу) или на питание (если подключен к плюсу), тогда оба конденсатора будут иметь положительную полярность и срок их службы немного увеличится. Но обычно так не поступают.

_________________
Гиггити гиггити гуу!

Сборка печатной платы от $30 + БЕСПЛАТНАЯ доставка по всему миру + шаблон

Согласно закону сохранения заряда, если центральная точка никуда не подключена, то ни один из конденсаторов не поляризован, они оба вращаются вокруг нулевой точки и каждый получает полупериод обратного заряда. либо диоды, либо резистор, оба дадут центральную точку, поляризованную в нужном направлении – диоды, как и резистор, не работают непрерывно, ток через них течет только в начале, при включении

нельзя, но необходимо – обратное смещение будет постепенно разрушать оксидный слой даже при малых токах

Модули Navigator позволяют значительно сократить время разработки программного обеспечения. Во время вебинара 17 ноября вы сможете узнать о новых семействах Teseo-LIV3x, Teseo-VIC3x и Teseo-LIV4F. Вы узнаете, как легко добавить функцию позиционирования с повышенной точностью, используя двухдиапазонный приемник и навигационную функцию MEMS-датчика. Давайте поработаем с Teseo Suite и посмотрим на результаты полевых испытаний.

_________________
Гиггити гиггити гуу!

Компания Infineon представила семейство 40-вольтовых МОП-транзисторов OptiMOS 5. Эти транзисторы относятся к МОП-транзисторам нормального уровня с более высоким пороговым напряжением (по сравнению с другими низковольтными МОП-транзисторами) для защиты от ложных срабатываний в шумной обстановке.

Это уже обсуждалось в другом месте, при подключении привода переменного тока.

_________________
Все можно отрегулировать, если долго держать в руках!

_________________
Кто испачкал руки в MJWA, когда вы убирались?
“Йохан, Тор! К бою!” (Реверс)

_________________
[“Дело не столько в твоей глупости, сколько в моей гениальности”] “Правильный вопрос – половина ответа.
Я могу не отвечать в течение нескольких месяцев, не волнуйтесь.

_________________
У кого есть Миав, если вы хотите навести порядок?
“Йохан, Тор! К бою!” (Реверс)

_________________
[“Дело не столько в твоей глупости, сколько в моей гениальности”] “Правильный вопрос – половина ответа.
Мне не придется отвечать в течение нескольких месяцев, не волнуйтесь.

_________________
[Это не столько твоя глупость, сколько моя гениальность] [ Правильно заданный вопрос содержит половину ответа].
Мне не придется отвечать в течение нескольких месяцев, не волнуйтесь.

_________________
[Это не столько твоя глупость, сколько моя гениальность].
Мне не придется отвечать в течение нескольких месяцев, не волнуйтесь.

Конденсатор имеет паразитную проводимость, она же ток утечки, она же саморазряд. Если два одинаковых конденсатора соединены последовательно, и общее напряжение на них одинаково, ток утечки будет вдвое меньше (потому что напряжение на каждом конденсаторе будет вдвое меньше; а сопротивление последовательно соединенных конденсаторов суммируется).

_________________
Гиггити гиггити гуу!

_________________
Гигги-гигги-гигги-гигги-гигги-гу!

_________________
Кто испачкал руки в MYA, пока вы наводили порядок?
“Йохан, Тор! К бою!” (Реверс)

Часовой пояс: UTC + 3 часа

Кто в настоящее время находится на форуме

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей или гостей: 17

Рисунок 5: Пример расчета последовательно-параллельного соединения конденсаторов.

Последовательно-параллельное (смешанное) соединение конденсаторов

Параллельно-последовательное соединение конденсаторов представляет собой цепь с последовательно и параллельно соединенными секциями конденсаторов.

На рисунке 4 показан пример схемы со смешанным соединением конденсаторов.

Рисунок 4: Последовательно-параллельное соединение конденсаторов.

При расчете общей емкости такого участка цепи с последовательно-параллельными конденсаторами участок разбивается на простые секции, состоящие только из групп последовательных или параллельных конденсаторов. Алгоритм расчета следующий:

1. определить эквивалентную емкость секций с последовательно-параллельными конденсаторами.

2. если в этих секциях есть последовательно соединенные конденсаторы, сначала рассчитайте их емкости.

3. рассчитав эквивалентные емкости конденсаторов, перерисуйте схему. Обычно получается схема последовательно соединенных эквивалентных конденсаторов.

4 Вычислите емкость полученной цепи.

Один из примеров расчета емкости в смешанном конденсаторном соединении показан на рисунке 5.

Рисунок 5: Пример расчета последовательно-параллельного соединения конденсаторов.

Подробнее о расчете соединений конденсаторов вы можете узнать в мультимедийном учебнике по основам электротехники и электроники:

ПОНРАВИЛАСЬ ЛИ ВАМ СТАТЬЯ? ПОДЕЛИТЕСЬ ИМ СО СВОИМИ ДРУЗЬЯМИ В СОЦИАЛЬНЫХ СЕТЯХ!

Пример 2. 100 конденсаторов по 2 мкФ каждый соединены параллельно. Определите общую емкость. Общая емкость C = 100 кф = 200 мкф.

Параллельное и последовательное соединение конденсаторов

Отдельные конденсаторы могут быть соединены вместе различными способами. Во всех случаях для замены серии конденсаторов, соединенных вместе, можно найти емкость некоторого эквивалентного конденсатора.

Для эквивалентного конденсатора выполняется условие: если напряжение, приложенное к выводам эквивалентного конденсатора, равно напряжению, приложенному к крайним выводам группы конденсаторов, то эквивалентный конденсатор будет накапливать такой же заряд, как и группа конденсаторов.

Параллельное соединение конденсаторов

На рисунке 1 показано параллельное соединение нескольких конденсаторов. В этом случае напряжения, приложенные к отдельным конденсаторам, одинаковы: U1 = U2 = U3 = U. Заряды на выводах отдельных конденсаторов равны Q1 = C1U , Q 2 = C 2 U , Q 3 = C 3 U , а заряд, поступающий от источника Q = Q1 + Q2 + Q3.

Рисунок 1: Схема параллельного соединения конденсаторов

Общая емкость эквивалентного конденсатора:

C = Q / U = (Q1 + Q2 + Q3) / U = C1 + C2 + C3 ,

т.е. При параллельном соединении конденсаторов общая емкость равна сумме емкостей отдельных конденсаторов.

Последовательное подключение конденсаторов

При последовательном соединении конденсаторов (рис. 3) электрические заряды на выводах отдельных конденсаторов равны по величине: Q1 = Q2 = Q3 = Q

Действительно, источник электрических зарядов приложен только к внешним катушкам цепи конденсаторов, а на внутренних катушках соединенных конденсаторов происходит только перенос электрических зарядов одинаковой величины с одной катушки на другую (электростатическая индукция), поэтому на них имеются одинаковые и разные электрические заряды.

Рис. 3 Схема последовательного соединения конденсаторов

Напряжение между выводами отдельных конденсаторов в последовательном соединении зависит от емкости отдельных конденсаторов: U1 = Q/C1 , U1 = Q/C 2, U1 = Q/C 3, а общее напряжение U = U1 + U2 + U3

Общая емкость эквивалентного конденсатора C = Q / U = Q / ( U1 + U2 + U3 ), т.е. если конденсаторы соединены последовательно, то обратная величина общей емкости равна сумме обратных величин емкостей отдельных конденсаторов.

Формулы для эквивалентных емкостей аналогичны формулам для эквивалентных проводимостей.

Пример 1. Три конденсатора емкостью C1 = 20 мкФ, C2 = 25 мкФ и C3 = 30 мкФ соединены последовательно, определите их общую емкость.

Общая емкость определяется из выражения 1/C = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3 = 1/20 + 1/25 + 1/30 = 37/300, где C = 8,11 мкф.

Пример 2: 100 конденсаторов по 2 мкФ каждый соединены параллельно. Определите общую емкость. Общая емкость C = 100 Ck = 200 мкф.

Если вам понравилась эта статья, пожалуйста, поделитесь ею в социальных сетях. Это очень поможет в развитии нашего сайта!

Параллельное соединение конденсаторов.

My-chip.info – Дневник начинающего телемеханика

25.04.2016 Lega95 0 комментариев

Привет всем. Этот небольшой пост посвящен теме подключения конденсаторов.

На практике часто случается, что у нас нет конденсатора с нужным номиналом для установки, а технику требуется срочный ремонт. Именно для таких случаев нам необходимо знать правила подключения конденсаторов.

Существует только два способа подключения конденсаторов. Это последовательное соединение и параллельное соединение. Теперь мы рассмотрим оба метода более подробно.

Параллельное соединение конденсаторов.

Это наиболее распространенный способ подключения конденсаторов. При параллельном соединении емкость конденсатора увеличивается, а напряжение остается прежним.

Формула для параллельного соединения конденсаторов: C= C1+C2+C3…

Давайте рассмотрим пример. Предположим, вам нужен конденсатор 100 мкФ 50 Ви у тебя есть только 47 мкФ при 50 В. Если мы соединим эти конденсаторы параллельно (плюс к плюсу и минус к минусу), общая емкость составит ок. 94 мкФ при 50 В. Это приемлемый допуск, чтобы его можно было свободно установить в технике.

Параллельное подключение конденсаторов

Конденсаторы соединены последовательно.

При таком подключении общая емкость уменьшается, а рабочее напряжение конденсатора увеличивается.

Конденсаторы соединяются последовательно в соответствии со следующей формулой:

Формула расчета для последовательного соединения конденсаторов

Например, подключим 3 конденсатора со следующими номиналами 100 мкф при 100 В в серии. Согласно формуле, разделите единицу на емкость конденсаторов. Итак, подведем итоги. Затем разделите единицу на результат.

(1:100)+(1:100)+(1:100) = 0,01 + 0,01 + 0,01 = 0,03 далее 1 : 0,03 = 33 мкф для 300 В (напряжение добавить 100 + 100 + 100 = 300в). В общей сложности 33 мкФ для 300 В.