Заряд параллельно соединенных конденсаторов: Схемы соединения конденсаторов — расчет емкости

Параллельное соединение конденсаторов – общая емкость, заряд, формула кратко

Автор Беликова Ирина На чтение 3 мин Просмотров 6

Параллельное соединение конденсаторов

Компоненты электрической цепи могут быть соединены различными способами, чаще всего используется параллельное и последовательное соединение. Рассмотрим работу параллельно соединенных конденсаторов.

Виды соединений в электрической цепи

Любая электрическая цепь состоит из одного или нескольких источников тока и одного или нескольких потребителей. Все эти компоненты связаны между собой проводниками.

Как бы ни сложна была электрическая цепь, в ней всегда можно выделить узлы и звенья:

  • узел — это точка, в которой сходятся три и более проводника;
  • звено — это участок цепи между двумя соседними узлами.

Каждое звено может быть простым проводником, может состоять из одного потребителя, а может содержать несколько потребителей, соединенных «цепочкой», один за другим. Такое соединение потребителей называется последовательным.

Если несколько звеньев подключаются к одним и тем же двум узлам, такое соединение называется параллельным.

Если три и более звена соединяются так, что некоторые звенья будут соединены параллельно, а некоторые — последовательно, то такое соединение называется смешанным.

Рис. 1. Виды соединений в электрической цепи.

Параллельное соединение конденсаторов

При параллельном соединении к двум выводам звена подключается каждый из соединенных конденсаторов. Получается, что при подключении к внешней цепи электрический ток будет поступать сразу на все конденсаторы. Произведем расчет емкости такой батареи конденсаторов.

Напомним, что емкость конденсатора показывает, насколько легко сообщить конденсатору заряд, и равна отношению заряда к напряжению на обкладках:

$$C={qover U}$$

Если сообщить батарее конденсаторов некоторый заряд, то по закону сохранения этот заряд может лишь распределиться между конденсаторами, однако суммарно он останется прежним:

$$q_{общ}=q_1+q_2+…+q_n$$

При параллельном соединении конденсаторов напряжение на каждом из них будет одинаково. Действительно, если на каком-то из конденсаторов напряжение было бы больше, то заряд из этого конденсатора сразу же перешел бы к другому, тем самым уменьшив напряжение на первом и увеличив на втором.

Таким образом, общая емкость батареи конденсаторов равна:

$$C_{общ}={q_1+q_2+…+q_nover U}={q_1over U}+{q_2over U}+…+{q_nover U}$$

Каждый компонент полученной суммы равен отношению заряда на одном из конденсаторов к напряжению на нем, а это — емкость данного конденсатора. Заменяя каждую дробь на соответствующую емкость, получаем формулу для определения общей емкости параллельно соединенных конденсаторов:

$$C_{общ}=C_1+C_2+…+Cn$$

При параллельном соединении конденсаторов общая емкость батареи равна сумме емкостей отдельных элементов.

Рис. 2. Параллельное соединение конденсаторов.

Использование параллельного соединения конденсаторов

Казалось бы, смысла в параллельном соединении конденсаторов нет. Зачем брать два конденсатора, если можно взять один, большей емкости?

Основная причина состоит в том, что выпускаемые номиналы конденсаторов имеют не любые значения. Например, конденсаторы емкостью 7 мкФ не выпускаются. Однако выпускаются конденсаторы емкостью 6,8 мкФ и 0,2 мкФ. Соединив их параллельно, можно получить требуемые 7 мкФ.

Рис. 3. Стандартные ряды номиналов радиодеталей.

Существует еще одна причина использования параллельного соединения конденсаторов — их неидеальность. Например, у больших конденсаторов имеется заметная на высоких частотах паразитная индуктивность. Из-за этого высокочастотная составляющая сигнала, которая в идеале должна легко проходить через большую емкость конденсатора, не проходит через него. Поэтому в этом случае параллельно конденсатору большой емкости ставится еще один, малой емкости, но имеющий очень малую паразитную индуктивность, которой можно пренебречь. В результате высокочастотная составляющая будет проходить через него.

Что мы узнали?

Общая емкость конденсаторов при параллельном соединении равна сумме емкостей отдельных конденсаторов. Такое соединение используется чаще всего для того, чтобы получить номиналы, не выпускающиеся промышленностью.

Соединение конденсаторов в цепях постоянного тока



Соединение конденсаторов

В электрических цепях применяются различные способы соединения конденсаторов. Соединение конденсаторов может производиться: последовательно, параллельно и последовательно-параллельно (последнее иногда называют смешанное соединение конденсаторов). Существующие виды соединения конденсаторов показаны на рисунке 1.

Рисунок 1. Способы соединения конденсаторов.

Параллельное соединение конденсаторов.

Если группа конденсаторов включена в цепь таким обра­зом, что к точкам включения непосредственно присоединены пластины всех конденсаторов, то такое соединение называется параллельным соединением конденсаторов (рисунок 2.).

Рисунок 2. Параллельное соединение конденсаторов.

При заряде группы конденсаторов, соединенных параллель­но, между пластинами всех конденсаторов будет одна и та же разность потенциалов, так как все они заряжаются от одного и того же источника тока. Общее же количе­ство электричества на всех конденсаторах будет равно сумме количеств электричества, помещающихся на каждом из кон­денсаторов, так как заряд каждого их конденсаторов проис­ходит независимо от заряда других конденсаторов данной группы. Исходя из этого, всю систему параллельно соединен­ных конденсаторов можно рассматривать как один эквива­лентный (равноценный) конденсатор. Тогда общая емкость конденсаторов при параллельном соединении равна сумме емкостей всех соединенных конденсаторов.

Обозначим суммарную емкость соединенных в батарею конденсаторов бук­вой Собщ, емкость первого конденсатора С1 емкость второго С2 и емкость третьего С3. Тогда для параллельного соединения конденсаторов будет справедлива следующая формула:

Последний знак + и многоточие указывают на то, что этой формулой можно пользоваться при четырех, пяти и во­обще при любом числе конденсаторов.

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 (рисунок 3).

Рисунок 2. Последовательное соединение конденсаторов.

При последовательном соединении все конденса­торы заряжаются одинаковым количеством электричества, так как непосредственно от источника тока заряжаются только крайние пластины (1 и 6), а остальные пластины (2, 3, 4 и 5) заря­жаются через влияние. При этом заряд пла­стины 2 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. 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.

Для вычисления общей емкости при последовательном со­единении конденсаторов удобнее всего пользоваться следую­щей формулой:

Для частного случая двух последовательно соединенных конденсаторов формула для вычисления их общей емкости будет иметь вид:

Последовательно-параллельное (смешанное) соединение конденсаторов

Последовательно-параллельным соединением конденсаторов называется цепь имеющая в своем составе участки, как с параллельным, так и с последовательным соединением конденсаторов.

На рисунке 4 приведен пример участка цепи со смешанным соединением конденсаторов.

Рисунок 4. Последовательно-параллельное соединение конденсаторов.

При расчете общей емкости такого участка цепи с последовательно-параллельным соединением конденсаторов этот участок разбивают на простейшие участки, состоящие только из групп с последовательным или параллельным соединением конденсаторов. Дальше алгоритм расчета имеет вид:

1. Определяют эквивалентную емкость участков с последовательным соединением конденсаторов.

2. Если эти участки содержат последовательно соединенные конденсаторы, то сначала вычисляют их емкость.

3. После расчета эквивалентных емкостей конденсаторов перерисовывают схему. Обычно получается цепь из последовательно соединенных эквивалентных конденсаторов.

4. Рассчитывают емкость полученной схемы.

Один из примеров расчета емкости при смешанном соединении конденсаторов приведен на рисунке 5.

Рисунок 5. Пример расчета последовательно-параллельного соединения конденсаторов.

Подробнее о расчетах соединения конденсаторов можно узнать в мультимедийном учебнике по основам электротехники и электроники:

ПОНРАВИЛАСЬ СТАТЬЯ? ПОДЕЛИСЬ С ДРУЗЬЯМИ В СОЦИАЛЬНЫХ СЕТЯХ!

Источник

Последовательное и параллельное соединение конденсаторов. Подбор при замене

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.

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

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.

Источник

Соединение конденсаторов: руководство для начинающих

В электротехнике существуют различные варианты подключения электрических элементов. В частности, существует последовательное, параллельное или смешанное соединение конденсаторов, в зависимости от потребностей схемы. Рассмотрим их.

Параллельное соединение

Параллельное соединение характеризуется тем, что все пластины электрических конденсаторов присоединяются к точкам включения и образовывают собой батареи. В таком случае, во время заряда конденсаторов каждый из них будет иметь различное число электрических зарядов при одинаковом количестве подводимой энергии

Схема параллельного крепления

Емкость при параллельной установке рассчитывается исходя из емкостей всех конденсаторов в схеме. При этом, количество электрической энергии, поступающей на все отдельные двухполюсные элементы цепи, можно будет рассчитать, суммировав сумму энергии, помещающейся в каждый конденсатор. Вся схема, подключенная таким образом, рассчитывается как один двухполюсник.

Схема — напряжение на накопителях

В отличие от соединения звездой, на обкладки всех конденсаторов попадает одинаковое напряжение. Например, на схеме выше мы видим, что:

Последовательное соединение

Здесь к точкам включения присоединяются контакты только первого и последнего конденсатора.

Схема — схема последовательного соединения

Главной особенностью работы схемы является то, что электрическая энергия будет проходить только по одному направлению, значит, что в каждом из конденсаторов ток будет одинаковым. В такой цепи для каждого накопителя, независимо от его емкости, будет обеспечиваться равное накопление проходящей энергии. Нужно понимать, что каждый из них последовательно соприкасается со следующим и предыдущим, а значит, емкость при последовательном типе может воспроизводиться энергией соседнего накопителя.

Формула, которая отражает зависимость тока от соединения конденсаторов, имеет такой вид:

i = ic1 = ic2 = ic3 = ic4, то есть токи проходящие через каждый конденсатор равны между собой.

Следовательно, одинаковой будет не только сила тока, но и электрический заряд. По формуле это определяется как:

А так определяется общая суммарная емкость конденсаторов при последовательном соединении:

Видео: как соединять конденсаторы параллельным и последовательным методом

Смешанное подключение

Но, стоит учитывать, что для соединения различных конденсаторов необходимо учитывать напряжение сети. Для каждого полупроводника этот показатель будет отличаться в зависимости от емкости элемента. Отсюда следует, что отдельные группы полупроводниковых двухполюсников малой емкости будут при зарядке становиться больше, и наоборот, электроемкость большого размера будет нуждаться в меньшем заряде.

Схема: смешанное соединение конденсаторов

Существует также смешанное соединение двух и более конденсаторов. Здесь электрическая энергия распределяется одновременно при помощи параллельного и последовательного подключения электролитических элементов в цепь. Эта схема имеет несколько участков с различным подключением конденсирующих двухполюсников. Иными словами, на одном цепь параллельно включена, на другом – последовательно. Такая электрическая схема имеет ряд достоинств сравнительно с традиционными:

  1. Можно использовать для любых целей: подключения электродвигателя, станочного оборудования, радиотехнических приборов;
  2. Простой расчет. Для монтажа вся схема разбивается на отдельные участки цепи, которые рассчитываются по отдельности;
  3. Свойства компонентов не изменяются независимо от изменений электромагнитного поля, силы тока. Это очень важно при работе с разноименными двухполюсниками. Ёмкость постоянна при постоянном напряжении, но, при этом, потенциал пропорционален заряду;
  4. Если требуется собрать несколько неполярных полупроводниковых двухполюсников из полярных, то нужно взять несколько однополюсных двухполюсника и соединить их встречно-параллельным способом (в треугольник). Минус к минусу, а плюс к плюсу. Таким образом, за счет увеличения емкости изменяется принцип работы двухполюсного полупроводника.

Источник

Лекция № 3 Соединение конденсаторов

Последовательное, параллельное и смешанное соединение конденсаторов

1. В электрических цепях применяются различные способы соединения конденсаторов .

Соединение конденсаторов может производиться:

  • п оследовательно ,
  • параллельно и
  • последовательно-параллельно (последнее иногда называют смешанное соединение конденсаторов).

Существующие виды соединения конденсаторов показаны на рисунке 1.

Если группа конденсаторов включена в цепь таким образом, что к точкам включения непосредственно присоединены пластины всех конденсаторов, то такое соединение называется параллельным соединением конденсаторов (рисунок 2.).

Рисунок 2. Параллельное соединение конденсаторов.

При заряде группы конденсаторов, соединенных параллельно, между пластинами всех конденсаторов будет одна и та же разность потенциалов, так как все они заряжаются от одного и того же источника тока. Общее же количество электричества на всех конденсаторах будет равно сумме количеств электричества, помещающихся на каждом из конденсаторов, так как заряд каждого их конденсаторов происходит независимо от заряда других конденсаторов данной группы. Исходя из этого, всю систему параллельно соединенных конденсаторов можно рассматривать как один эквивалентный (равноценный) конденсатор.

Тогда общая емкость конденсаторов при параллельном соединении равна сумме емкостей всех соединенных конденсаторов.

Обозначим суммарную емкость соединенных в батарею конденсаторов буквой С общ , емкость первого конденсатора С1 емкость второго С2 и емкость третьего С3. Тогда для параллельного соединения конденсаторов будет справедлива следующая формула:

Последний знак + и многоточие указывают на то, что этой формулой можно пользоваться при четырех, пяти и вообще при любом числе 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 (рисунок 3).

Рисунок 2. Последовательное соединение конденсаторов.

При последовательном соединении все конденсаторы заряжаются одинаковым количеством электричества, так как непосредственно от источника тока заряжаются только крайние пластины (1 и 6), а остальные пластины (2, 3, 4 и 5) заряжаются через влияние. При этом заряд пластины 2 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. 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.

Для вычисления общей емкости при последовательном соединении конденсаторов удобнее всего пользоваться следующей формулой:

Для частного случая двух последовательно соединенных конденсаторов формула для вычисления их общей емкости будет иметь вид:

Последовательно-параллельным соединением конденса-торов называется цепь имеющая в своем составе участки, как с параллельным, так и с последовательным соединением конденсаторов.

На рисунке 4 приведен пример участка цепи со смешанным соединением конденсаторов.

Рисунок 4. Последовательно-параллельное соединение конденсаторов.

При расчете общей емкости такого участка цепи с последовательно-параллельным соединением конденсаторов этот участок разбивают на простейшие участки, состоящие только из групп с последовательным или параллельным соединением конденсаторов.

1. Определяют эквивалентную емкость участков с последовательным соединением конденсаторов.

2. Если эти участки содержат последовательно соединенные конденсаторы, то сначала вычисляют их емкость.

3. После расчета эквивалентных емкостей конденсаторов перерисовывают схему. Обычно получается цепь из последовательно соединенных эквивалентных конденсаторов.

4. Рассчитывают емкость полученной схемы.

Один из примеров расчета емкости при смешанном соединении конденсаторов приведен на рисунке 5.

Рисунок 5. Пример расчета последовательно-параллельного соединения конденсаторов.

Вопросы для самопроверки:

Перечислить способы соединения конденсаторов применяются в электрических цепях.

Обьяснить, какой способ соединения конденсаторов наз. параллельным?

Определить, чему равна суммарная емкость конденсаторов при параллельном соединении.

Обьяснить, какой способ соединения конденсаторов наз. последо-вательным?

Определить, чему равна суммарная емкость конденсаторов при последовательном соединении.

Источник

Смешанное соединение конденсаторов

Все внутренние обкладки при последовательном соединении электризуются через влияние. Их заряды равны

по величине, но противоположны по знаку (½+q½=½-q½ = q; рис. 12).

Следовательно, заряды на всех конденсаторах при последовательном их соединении равны, а потенциалы складываются,

Dj = j 1 — j 2 = Dj 1 + Dj 2 + … + Dj n ,

где .

Следовательно, . (17)

Параллельное соединение конденсаторов

Рис. 13

При параллельном соединении все конденсаторы имеют постоянную разность потенциалов

j 1 — j 2 = сonst. Полный заряд батареи конденсаторов (рис. 1.31): q = q 1 + q 2 +…+ q n

По определению емкость батареи конденсаторов ,

Следовательно,

С = С 1 + С 2 + … + С n . (18)

Энергия электрического поля

Энергия взаимодействия электрических зарядов

Известно, что dW 12 = — dA 12 . Для системы из трех зарядов

dW = — d(W 12 + W 13 + W 23)= — dA,

W = W 12 + W 13 + W 23 . (19)

Это положение остается справедливым и для произвольной системы точечных зарядов. Для нахождения энергии взаимодействия системы N точечных зарядов формулу (19) представим в виде

, где W ij = W ji .

Следовательно, ,

где W i — энергия взаимодействия i-го заряда с остальными зарядами.

Известно, что W i = q i j i , где q i — i-й заряд системы; j i — результирующий потенциал, создаваемый всеми остальными зарядами системы вместе нахождения заряда q i . Таким образом,

. (20)

Полная энергия системы зарядов

Если заряды распределены по объему с объемной плотностью заряда r, то систему зарядов можно представить как совокупность элементарных зарядов dq = rdV, т. е. dW = j dq = j rdV.

С учетом этого формула (20) после интегрирования принимает вид

, (21)

где j — потенциал, созданный всеми зарядами в элементарном объеме dV.

Если заряды распределены с поверхностной плотностью заряда s, то

. (22)

Формулы (21) и (22) позволяют найти полную энергию системы, а формула (20) — только собственную энергию заряда. Действительно, согласно (21), W = W 1 + W 2 + W 12 , где W 1 , W 2 — собственные энергии заряда q 1 и q 2 ; W 12 — энергия взаимодействия этих зарядов.

Энергия системы заряженных проводников

Используя формулу (21) найдем энергию изолированного (уединенного) проводника. Если проводник имеет заряд q и потенциал j = сonst во всех точках, где распределен заряд, то

. (23)

Так как для плоского конденсатора (два заряженных проводника)

, (24)

где ½+q½=½-q½= q; Dj — разность потенциалов между положительно и отрицательно заряженными обкладками конденсатора; W — полная энергия взаимодействия не только зарядов одной обкладки с зарядами другой, но и энергия взаимодействия зарядов внутри каждой из обкладок.

Формула (24) остается справедливой и при наличии диэлектрика между обкладками конденсатора.

Если использовать емкостные коэффициенты, то

. (25)

Энергия электрического поля

Для нахождения энергии мы использовали только заряды и потенциалы. Основной характеристикой электрического поля является вектор напряженности . Тогда энергию электрического поля между обкладками плоского конденсатора можно найти, преобразуя формулу (23) с учетом того, что Dj = Еd; .

После подстановки получим

. (26)

С учетом диэлектрика между обкладками конденсатора

. (27)

Известно, что электрическое поле является частным случаем электромагнитного поля, которое может существовать отдельно от источников поля, т.е. распространение электромагнитных волн в пространстве связано с переносом энергии.

Следовательно, электростатическое поле имеет энергию, распределенную в нем с объемной плотностью w эл.

В случае однородного электрического поля

Если электрическое поле неоднородно, то

где .

В этом случае объемная плотность энергии электрического поля

. (29)

Следовательно, полная энергия электрического поля

. (30)

Таким образом, в отличие от гравитационного поля электростатическое (электромагнитное) поле характеризуется объемной плотностью энергии, и можно говорить о локализации электрической энергии в пространстве.

Во многих случаях для получения нужной электроемкости конденсаторы приходится соединять в группу, которая называется батареей .

Последовательным называется такое соединение конденсаторов, при котором отрицательно заряженная обкладка предыдущего конденсатора соединена с положительно заряженной обкладкой последующего (рис. 15.31). При последовательном соединении на всех обкладках конденсаторов будут одинаковые по величине заряды q. Так как заряды на конденсаторе находятся в равновесии, то потенциалы обкладок, соединённых между собой проводниками, будут одинаковыми.

Учитывая эти обстоятельства, выведем формулу для вычисления электроемкости батареи последовательно соединенных конденсаторов. Из рис. 15.31 видно, что напряжение на батарее U 6 равно сумме напряжений на последовательно соединенных конденсаторах. Действительно:

(ϕ 1 ‒ ϕ 2) + (ϕ 2 ‒ ϕ 3) + … + (ϕ n-1 ‒ ϕ n) = ϕ 1 ‒ ϕ n

U 1 + U 2 + … + U n = U 6

Используя соотношения q= CU, получим:

После сокращения на q будем иметь:

Из (15.21) видно, что при последовательном соединении электроемкость батареи оказывается меньше самой маленькой из электроемкостей отдельных конденсаторов .

Параллельным называется соединение конденсаторов, при котором все положительно заряженные обкладки присоединены к одному проводу, а отрицательно заряженные — к другому (рис. 15.32). В этом случае напряжения на всех конденсаторах одинаковы и равны U, а заряд на батарее q б равен сумме зарядов на отдельных конденсаторах:

q б = q 1 + q 2 + … = q n

C б U = C 1 U + C 2 U + … + C n U

После сокращения на и получаем формулу для вычисления электроемкости батареи параллельно соединенных конденсаторов :

C б = C 1 + C 2 + … + C n (15.22)

Из (15.22) видно, что при параллельном соединении электроемкость батареи получается больше, чем самая большая из электроемкостей отдельных конденсаторов. При изготовлении конденсаторов большой электроемкости пользуются параллельным соединением, изображенным на рис. 15.33. Такой способ соединения дает экономию в материале, так как заряды располагаются с обеих сторон обкладок конденсаторов (кроме двух крайних обкладок).

На рис. 15.33 соединено параллельно 6 конденсаторов, а обкладок сделано 7. Следовательно, в этом случае параллельно соединенных конденсаторов на один меньше, чел число металлических листов п в батарее конденсаторов, т. е.

C б = Ɛ C S(n ‒ 1)/d (15.23)

В электрических цепях и схемах используются различные методы соединения конденсаторов. Соединение конденсаторов может быть последовательным, параллельным и последовательно-параллельным (смешанное соединение конденсаторов).

Если подключение емкостей в батарею осуществляется в виде цепочки и к точкам включения в цепь присоединены пластины только первого и последнего конденсаторов, то такое соединение называется последовательным .

При последовательном соединение конденсаторов они заряжаются одинаковым количеством электричества, хотя от источника тока заряжаются только две крайние пластины, а остальные пластины заряжаются через влияние электрического поля. При этом заряд пластины 2 будет равен по номиналу, но противоположен по знаку заряду пластины 1, заряд пластины 3 будет равен заряду пластины 2, но также будет противоположной полярности и т. д.

Но если говорить точнее, напряжения на различных емкостных элементах будут отличаться, так как для заряда одним и тем же количеством электричества при различной номинальной емкости всегда необходимы различные напряжения. Чем нижее емкость конденсатора, тем больший уровень напряжение требуется для того, чтобы зарядить радиокомпонент необходимым количеством электричества, и наоборот.

Таким образом, при заряде группы емкостей, соединенных последовательно, на конденсаторах малой емкости напряжения будут выше, а на элементах большой емкости — ниже.

Рассмотрим всю группу емкостей соединенных последовательно, как одну эквивалентную емкость, между пластинами которой существует какой-то уровень напряжения, равный сумме напряжений на всех элементах группы, а заряд которого равен заряду любого компонента из данной группы.

Если более пристально рассмотреть самый меньший номинал емкости в группе, то на нем должно быть самый высокий уровень напряжения. Но фактически, уровень напряжения на нем составляет только часть общего значения напряжения, от общей группы.

Напряжение на всей группе всегда выше напряжения на конденсаторе, имеющем самую малую велечину емкости. А поэтому можно сказать, что общая емкость группы конденсаторов, соединенных последовательно, меньше емкости самого малого конденсатора в группе .

Для вычисления общей емкости группы, в данном примере воспользуемся следующей формулой:

1 / C общ = 1/C 1 + 1/C 2 + 1/C 3

Для частного случая при двух последовательно соединенных элементов формула примет вид:

C общ = С 1 × С 2 /C 1 + C 2

Если группа емкостных элементов включена в схему таким образом, что к точкам непосредственного включения присоединены пластины всех компонентов схемы, то такое соединение называется параллельным соединением конденсаторов.

При заряде группы емкостей, включенных параллельно, между пластинами всех элементов будет одно и тоже напряжение, так как все они заряжаются от одного источника питания. Общее количество электричества на всех элементах будет равно сумме количеств электричества, помещающихся на каждой емкости в отдельности, так как заряд каждой из них осуществляется независимо от заряда других компонентов данной схемы. Исходя из этого, всю систему можно рассматривать как один общий эквивалентный конденсатор. Тогда

общая емкость при параллельном соединении конденсаторов равна сумме емкостей всех соединенных элементов.

Обозначим суммарную емкость соединенных в батарею элементов символом С общ , тогда можно записать формулу:

C общ = С 1 + С 2 + C 3

Последовательно-параллельным соединением конденсаторов называется цепь или схема имеющая в своем составе участки, как с параллельным, так и с последовательным соединением радиокомпонентов.

При расчете общей емкости такой схемы с последовательно-параллельным типом соединения этот участок (как и в случае с ) разбивают на элементарные участки, состоящие из простых групп с последовательным или параллельным соединением емкостей. Дальше алгоритм вычислений принимает вид:

1. Вычисляют эквивалентную емкость участков с последовательным соединением конденсаторов
2. Если эти участки состоят из последовательно соединенные конденсаторы, то сначала вычисляют их емкость.
3. После расчета эквивалентных емкостей перерисовывают схему. Обычно получается схема из последовательно соединенных эквивалентных конденсаторов.
4. Рассчитывают общую емкость полученной схемы.

Пример расчета емкости при смешанном соединение конденсаторов

Последовательное соединение

Во многих случаях для получения нужной электроемкости конденсаторы объединяют в группу, которая называется батареей. Емкость батареи конденсаторов зависит от схемы соединения составляющих ее конденсаторов. Различают два вида соединения: последовательное и параллельное. Возможен также и смешанный тип соединения конденсаторов в батарею.

Рис. 2.13. Последовательное соединение конденсаторов

Последовательное соединение. При зарядке батареи (рис. 2.13) разность потенциалов распределится между отдельными конденсаторами и будет равна

Если первой обкладке батареи конденсаторов сообщается заряд , то на ее второй обкладке появится индуцированный заряд . Поскольку эта обкладка соединена с первой обкладкой второго конденсатора и поскольку действует закон сохранения заряда, на последней появится заряд . В свою очередь, это приведет к появлению заряда на другой обкладке второго конденсатора и т. д. В результате все последовательно соединенные конденсаторы будут заряжены одинаково, причем батарее мы сообщили только заряд .

Разности потенциалов , и т. д. могут быть не равны между собой, так как емкости отдельных конденсаторов, вообще говоря, неодинаковы. Поэтому разность потенциалов на клеммах всей батареи находится как сумма напряжений на каждом из конденсаторов:

С другой стороны,

где емкость всей батареи. Следовательно, емкость батареи последовательно соединенных конденсаторов определяется выражением:

Для батареи из двух конденсаторов, например, отсюда следует выражение (рис. 2.14)


Рис. 2.14. Последовательное соединение двух конденсаторов

Параллельное соединение

Рис. 2.15. Параллельное соединение конденсаторов

При параллельном соединении конденсаторов (рис. 2.15) разность потенциалов батареи равна разности потенциалов каждого отдельного конденсатора:

Заряжая такую батарею, мы сообщаем ей заряд, часть которого попадет на обкладки первого конденсатора, часть — на обкладки второго и т. д. Вследствие закона сохранения электрического заряда полный заряд батареи параллельно соединенных конденсаторов будет равен сумме зарядов отдельных конденсаторов:

Для каждого конденсатора можно написать соотношение

подставляя которое в (2.25), получим:

С другой стороны,

где емкость всей батареи. Сравнивая (2.27) и (2.28) окончательно получаем

то есть при параллельном соединении конденсаторов емкость батареи равна сумме емкостей отдельных конденсаторов. Для батареи из двух конденсаторов, например, отсюда следует выражение (рис. 2.16)

Рис. 2.16. Параллельное соединение двух конденсаторов

Задача. В сферический конденсатор с радиусами см внутренней сферы и см внешней сферы поместили сплошную сферическую проводящую оболочку с внутренним см и внешним см радиусами (рис. 2.17). Сравнить емкости прежнего и нового конденсаторов.

Конденсатор — очень распространённая радиодеталь, которая встречается во всех принципиальных схемах. Он представляет собой два проводника, разделённых диэлектриком (в зависимости от типа конденсаторов применяются различные его типы), то есть физически это разрыв цепи, но в диэлектрике может накапливаться заряд. Основной характеристикой любого конденсатора служит способность накапливать заряд — ёмкость, и этого заряда.Электролитические конденсаторы имеют полярность и характеризуются большой ёмкостью и широким диапазоном напряжений, бумажные выдерживают большое напряжение, но имеют небольшую ёмкость. Существуют и приборы с изменяющейся ёмкостью, но каждому типу — своё применение.

Часто радиолюбители сталкиваются с проблемой подбора конденсаторов по ёмкости или напряжению. Профессионалы знают: в случае отсутствия нужного, можно собрать комбинацию из нескольких приборов, батарею из них. В батареях допускается комбинированное, конденсаторов.

Соединяя приборы параллельно, можно добиться увеличение ёмкости. Общая в такой батарее будет равна сумме всех емкостей (Сэкв.=С1+С2+…), напряжение на каждом элементе будет равным. Это означает, что минимальное напряжение конденсатора, применённого в соединении, является максимально допустимым для всей батареи.

Последовательное соединение конденсаторов применяется в случае, когда необходимо увеличить напряжение, способное выдержать приборы или снизить их ёмкость.В таком варианте элементы соединяются по следующей схеме: начало одного с концом другого, то есть «плюс» одного с «минусом» другого. Ёмкость эквивалентного конденсатора в этом случае вычисляется по такой формуле: 1/Сэкв.=1/С1+1/С2+… Из этго следует, что для двух конденсаторов Сэкв=С1*С2/(С1+С2), а значит, ёмкость батареи будет меньше минимальной ёмкости, использованной в ней.

Батарея конденсаторов часто предусматривает комбинированное (смешанное)
соединение. Для расчёта ёмкости такого устройства, в котором применено параллельное и последовательное соединение конденсаторов, схему разбивают на участки, затем поочерёдно вычисляют ёмкость каждого из них. Так, вычисляется ёмкость С12=С1+С2, а затем Сэкв=С12*С3/(С12+С3).


Благодаря созданию конденсаторных батарей с различной конфигурацией и схемой
соединения, можно подобрать любую ёмкость на любое интересующее напряжение. конденсаторов, как и комбинированное, применяется во многих готовых радиолюбительских схемах. При этом обязательно учитывается то, что каждый конденсатор имеет очень важный индивидуальный параметр — ток утечки, он может разбалансировать напряжение при параллельном соединении и ёмкость при последовательном. Очень важно подбирать необходимое сопротивление шунта.

При работе с конденсаторами и электроникой, не забывайте о правилах личной безопасности и угрозе поражения током.

Параллельное соединение конденсаторов | Облепиха

Теперь поговорим еще об одном наиболее распространенном типе соединения конденсаторов, которое называют параллельным. Пример этого соединения представлен на картинке внизу.

Параллельным соединением конденсаторов называют такое соединение, при котором обкладки конденсаторов присоединены к одним и тем же точкам электрической цепи.

Итак, напряжение, создаваемое источником тока, равно 10 В. В задаче требуется найти заряд, который накопится на конденсаторе емкостью в 2 фарада. Чтобы разобраться с этим, нам прежде всего нужно понять, как именно будут заряжаться наши конденсаторы.

Источник тока, как обычно, будет совершать работу по разделению электрических зарядов. Но, в отличие от ситуации с последовательным соединением, у отрицательно заряженных частиц, двигающихся к левым обкладкам, теперь будет выбор из нескольких конденсаторов (в нашем случае – из трех).

Как же они будут распределятся на конденсаторах? Что ж, все зависит от того, сколько заряда могут вместить наши устройства. На конденсатор емкостью в 2 фарада будет идти одна часть от всего электрического заряда, а на конденсаторы, у которых емкости равны 4 фарада и 6 фарадов соответственно, будет идти в 2 и 3 раза больше заряда, просто потому что на них его больше помещается.

Таким образом, суммарный заряд на параллельно соединенных конденсаторах будет складываться из зарядов на каждом из них:

\boxed{q=q_1+q_2+q_3}

Кроме того, известно, что наши конденсаторы присоединены к одним и тем же точкам электрической цепи. Источник тока создает на них одно и то же напряжение, поэтому напряжения на параллельно соединенных конденсаторах должны быть равны между собой:

\boxed{U=U_1=U_2=U_3}

В нашем случае напряжения на конденсаторах будут равны напряжению, создаваемому источником тока (10 В). Зная это, мы можем без труда рассчитать заряд на нужном конденсаторе:

q=CU

q=2\,Ф×10\,В

q=20\,Кл

Вообще, в подобных задачах часто приходится прибегать к приему, с которым мы уже не раз сталкивались при изучении электрических цепей: несколько устройств приходится заменять одним, чтобы ответить на тот или иной вопрос. С параллельно соединенными конденсаторами эту штуку тоже проделывают, и неплохо бы знать, как рассчитывается емкость кондесатора-заменителя в таком случае.

И здесь все, на самом деле, просто. В случае с параллельным соединением пластины конденсаторов присоединены к одним и тем же точкам цепи, то есть фактически мы имеем дело с одной-единственной парой обкладок:

Электроемкость конденсатора пропорциональна площади его сторон. Умножение можно заменить сложением, поэтому емкость эквивалентного конденсатора мы можем найти, сложив емкости всех устройств:

\boxed{C=C_1+C_2+C_3}

При последовательном соединении конденсаторов заряд

Для получения нужной емкости или при напряжении сети, превышающем номинальное напряжение конденсатора, они соединяются последовательно, параллельно или смешанно. При последовательном соединении рис. Последовательное соединение конденсаторов. Параллельное соединение конденсаторов.


Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам. ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Физика. Решение задач. Конденсаторы. Выполнялка 24

Параллельное и последовательное соединение конденсаторов


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. На самом деле всё довольно просто.

При параллельном соединении расчёт общей ёмкости можно вычислить путём простейшего сложения всех конденсаторов. 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. При использовании способа последовательного подключения конденсаторов напряжение в цепи возрастает. Рассмотрим изменения ёмкости и напряжения при последовательном включении на примере.

Дано: 3 конденсатора с напряжением В и ёмкостью мкф. Подключив их последовательно, получим:. Выполняют такое соединение в том случае, если есть опасность пробоя диэлектрика конденсатора при подаче напряжения в цепь. 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. Такое подключение его ещё называют последовательно-параллельным применяют в случае необходимости увеличения, как ёмкости, так и напряжения. Здесь вычисление общих параметров немного сложнее, но не настолько, чтобы нельзя было разобраться начинающему радиолюбителю.

Для начала посмотрим, как выглядит такая схема. Смешанное соединение конденсаторов решает задачи, которые не под силу параллельным и последовательным схемам. Его можно использовать при подключении электродвигателей либо иного оборудования, его монтаж возможен отдельными участками.

Монтаж его намного проще за счёт возможности выполнения отдельными частями. Интересно знать! Многие радиолюбители считают этот способ более простым и приемлемым, чем два предыдущих. На самом деле, так и есть, если полностью понять алгоритм действий и научиться пользоваться им правильно. Соединяя конденсаторы, в особенности электролитические, обратите внимание на строгое соблюдение полярности.

Все элементы должны быть однотипны —плёночные, керамические, слюдяные либо металлобумажные. Выход из строя конденсаторов часто происходит по вине производителя, экономящего на деталях чаще это приборы китайского производства. Поэтому правильно рассчитанные и собранные в схему элементы будут работать намного дольше. Конечно, при условии отсутствия замыкания в цепи, при котором работа конденсаторов невозможна в принципе. А что делать, если необходимая ёмкость неизвестна?

Не каждому хочется самостоятельно рассчитывать необходимую ёмкость конденсаторов вручную, а у кого-то на это просто нет времени. Для удобства производства подобных действий редакция Seti.

В работе он необычайно прост. Программы, в которые заложены все алгоритмы и формулы последовательного соединения конденсаторов, а также вычислений необходимой ёмкости, моментально выдаст необходимый результат.

Первое, что для этого необходимо сделать — рассчитать, с какой силой притягиваются обкладки друг к другу. Однако это не окончательная формула, которая нам необходима. Конечно, для начинающего радиолюбителя все эти расчёты могут показаться сложными и непонятными, но при желании и некоторой усидчивости с ними можно разобраться.

Вникнув в смысл, он поразится, насколько просто производятся все эти расчёты. По сути, расчёт энергии применяется редко, однако есть области, в которых это знать необходимо. К примеру, фотовспышка камеры — здесь вычисление показателя энергии очень важно. Она накапливается за определённое время несколько секунд , а вот выдаётся мгновенно. Получается, что конденсатор сравним с аккумулятором — разница лишь в ёмкости. Порой без соединения конденсаторов не обойтись, ведь не всегда можно подобрать подходящие по номиналам.

Поэтому знание того как это сделать может выручить при поломке бытовой техники или электроники, что позволит значительно сэкономить на оплате труда специалиста по ремонту.

Как наверняка уже понял Уважаемый читатель, сделать это несложно и под силу даже начинающим домашним мастерам. А значит стоит потратить немного своего драгоценного времени и разобраться в алгоритме действий и правилах их выполнения. Надеемся, что информация, изложенная в сегодняшней статье, была полезна нашим читателям.

Возможно, у Вас остались какие-либо вопросы? В этом случае их можно изложить в обсуждении ниже. Редакция Seti. Если же Вы имеете опыт самостоятельного соединения конденсаторов неважно, положительный он или отрицательный , убедительная просьба поделиться им с другими читателями. Это поможет начинающим мастерам более полно понять алгоритм действий и избежать ошибок. Пишите, делитесь, спрашивайте. А напоследок мы предлагаем посмотреть короткий, но довольно информативный видеоролик по сегодняшней теме.

Отдельные конденсаторы могут быть соединены друг с другом различным образом. При этом во всех случаях можно найти емкость некоторого равнозначного конденсатора, который может заменить ряд соединенных между собой конденсаторов. Для равнозначного конденсатора выполняется условие: если подводимое к обкладкам равнозначного конденсатора напряжение равно напряжению, подводимому к крайним зажимам группы конденсаторов, то равнозначный конденсатор накопит такой же заряд, как и группа конденсаторов.

На рис. При последовательном соединении конденсаторов рис. 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. Пример 1. Пример 2. Определить общую емкость. В электронных и радиотехнических схемах широкое распространение получило параллельное и последовательное соединение конденсаторов.

В первом случае соединение осуществляется без каких-либо общих узлов, а во втором варианте все элементы объединяются в два узла и не связаны с другими узлами, если это заранее не предусмотрено схемой. При последовательном соединении два и более конденсаторов соединяются в общую цепь таким образом, что каждый предыдущий конденсатор соединяется с последующим лишь в одной общей точке.

Ток i , осуществляющий зарядку последовательной цепи конденсаторов будет иметь одинаковое значение для каждого элемента, поскольку он проходит только по единственно возможному пути. В связи с одинаковым значением тока, протекающего через конденсаторы с последовательным соединением, величина заряда, накопленного каждым из них, будет одинаковой, независимо от емкости.

Такое становится возможным, поскольку заряд, приходящий с обкладки предыдущего конденсатора, накапливается на обкладке последующего элемента цепи. Если рассмотреть три конденсатора С1. С2 и С3. В конечном итоге величина эффективной площади обкладок будет уменьшена до площади обкладок конденсатора с самыми минимальными размерами. Полное заполнение обкладок электрическим зарядом, делает невозможным дальнейшее прохождение по нему тока. В результате, движение тока прекращается во всей цепи, соответственно прекращается и зарядка всех остальных конденсаторов.

Общее расстояние между обкладками при последовательном соединении представляет собой сумму расстояний между обкладками каждого элемента.

В результате соединения в последовательную цепь, формируется единый большой конденсатор, площадь обкладок которого соответствует обкладкам элемента с минимальной емкостью. Падение напряжения на каждый конденсатор будет разным, в зависимости от емкости. Таким образом, с уменьшением емкости конденсатора на него падает более высокое напряжение. Главная особенность такой схемы заключается в прохождении электрической энергии только в одном направлении.

Поэтому в каждом конденсаторе значение тока будет одинаковым. Каждый накопитель в последовательной цепи накапливает равное количество энергии, независимо от емкости. То есть емкость может воспроизводиться за счет энергии, присутствующей в соседнем накопителе. Параллельным считается такое соединение, при котором конденсаторы соединяются между собой двумя контактами. Таким образом в одной точке может соединяться сразу несколько элементов.

Данный вид соединения позволяет сформировать единый конденсатор с большими размерами, площадь обкладок которого будет равна сумме площадей обкладок каждого, отдельно взятого конденсатора. В связи с тем, что емкость конденсаторов находится в прямой пропорциональной зависимости с площадью обкладок, общая емкость составить суммарное количество всех емкостей конденсаторов, соединенных параллельно.

Поскольку разность потенциалов возникает лишь в двух точках, то на все конденсаторы, соединенные параллельно, будет падать одинаковое напряжение.

Сила тока в каждом из них будет отличаться, в зависимости от емкости и значения напряжения. Таким образом, последовательное и параллельное соединение, применяемое в различных схемах, позволяет выполнять регулировку различных параметров на тех или иных участках. 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!


Конденсатор последовательное соединение

В электрических цепях применяются различные способы соединения конденсаторов. Соединение конденсаторов может производиться: последовательно , параллельно и последовательно-параллельно последнее иногда называют смешанное соединение конденсаторов. Существующие виды соединения конденсаторов показаны на рисунке 1. Тогда общая емкость конденсаторов при параллельном соединении равна сумме емкостей всех соединенных конденсаторов. Тогда для параллельного соединения конденсаторов будет справедлива следующая формула:. 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.

При параллельном соединении конденсаторов напряжение между пластинами каждого конденсатора одно и то же. Поэтому можно написать. Заряд.

Последовательное соединение конденсаторов

Последовательное соединение конденсаторов. Логическая зарядка конденсаторов происходит как показано на рис. Приходя из цепи, электрон останавливается на левой обкладке пластине конденсатора. При этом, благодаря своему электрическому полю электризация через влияние , он выбивает другой электрон с правой обкладки, уходящий дальше в цепь рис. Этот образовавшийся электрон приходит на левую обкладку следующего конденсатора, соединённого последовательно. И всё повторяется снова. Кроме того, напряжение на последовательно соединённой батареи конденсаторов есть сумма напряжений на каждом из элементов аналог последовательного сопротивления проводников. Учитывая определение электроёмкости :.

Последовательное и параллельное соединение конденсаторов

Соединения конденсаторов. Параллельное соединение конденсаторов. Обкладки конденсаторов соединяют попарно, то есть в системе остается два изолированных проводника, которые и представляют собой обкладки нового конденсатора. Последовательное соединение конденсаторов.

В электротехнике существуют различные варианты подключения электрических элементов. Рассмотрим их.

При последовательном соединении конденсаторов их суммарная емкость – советы электрика

Параллельное соединение конденсаторов. Конденсаторы соединяют параллельно для увеличения общей емкости батареи. При таком соединении рис. Таким образом, полная емкость батареи параллельно соединенных конденсаторов равны сумме емкостей отдельных конденсаторов. Последовательное соединение конденсаторов. Последовательное соединение конденсаторов применяется в тех случаях, когда изоляция диэлектрик одного конденсатора не может выдержать рабочее напряжение установки.

Последовательное соединение конденсаторов для подбора емкости. Соединение конденсаторов

Последовательное соединение конденсаторов — батарея, образованная цепочкой конденсаторов. Отсутствует ветвление, выход одного элемента подключается к входу следующего. При последовательном соединении конденсаторов заряд каждого равноценен. Обусловлено природным принципом равновесия. Используя равенство, находим:.

) при замыкании в момент времени t=0 ключа Зарядка конденсатора при малых.

СОЕДИНЕНИЕ КОНДЕНСАТОРОВ

Код для вставки без рекламы с прямой ссылкой на сайт. Код для вставки с рекламой без прямой ссылки на сайт. Скопируйте и вставьте этот код на свою страничку в то место, где хотите, чтобы отобразился калькулятор.

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

Соединение конденсаторов в электрической цепи может быть последовательным, параллельным и последовательно-пареллельным смешанным.

Отдельные конденсаторы могут быть соединены друг с другом различным образом. При этом во всех случаях можно найти емкость некоторого равнозначного конденсатора, который может заменить ряд соединенных между собой конденсаторов. Для равнозначного конденсатора выполняется условие: если подводимое к обкладкам равнозначного конденсатора напряжение равно напряжению, подводимому к крайним зажимам группы конденсаторов, то равнозначный конденсатор накопит такой же заряд, как и группа конденсаторов. На рис. При последовательном соединении конденсаторов рис.

Изучите соединения конденсаторов — последовательные и параллельные. Как выглядят последовательно и параллельно соединенные конденсаторы, емкость, схемы. Посмотрим на схему, где конденсаторы соединены последовательно. Обратная общая емкость достигает суммы обратных значений емкости каждого отдельного конденсатора:.


Параллельное соединение конденсаторов. — КиберПедия

Параллельное соединение конденсаторов.

Если группа конденсаторов включена в цепь таким обра­зом, что к точкам включения непосредственно присоединены пластины всех конденсаторов, то такое соединение называется параллельным соединением конденсаторов

При заряде группы конденсаторов, соединенных параллель­но, между пластинами всех конденсаторов будет одна и та же разность потенциалов, так как все они заряжаются от одного и того же источника тока. Общее же количе­ство электричества на всех конденсаторах будет равно сумме количеств электричества, помещающихся на каждом из кон­денсаторов, так как заряд каждого их конденсаторов проис­ходит независимо от заряда других конденсаторов данной группы. Исходя из этого, всю систему параллельно соединен­ных конденсаторов можно рассматривать как один эквива­лентный (равноценный) конденсатор. Тогда общая емкость конденсаторов при параллельном соединении равна сумме емкостей всех соединенных конденсаторов.

Обозначим суммарную емкость соединенных в батарею конденсаторов бук­вой Собщ, емкость первого конденсатора С1 емкость второго С2 и емкость третьего С3. Тогда для параллельного соединения конденсаторов будет справедлива следующая формула:

Последний знак + и многоточие указывают на то, что этой формулой можно пользоваться при четырех, пяти и во­обще при любом числе конденсаторов.

Быстродействие.

Как уже говорилось, быстрое отключение поврежденного оборудования или участка электрической установки предотвращает или уменьшает размеры повреждений, сохраняет нормальную работу потребителей неповрежденной части установки, предотвращает нарушение параллельной работы генераторов. Поэтому для обеспечения надежной работы генераторы, трансформаторы, линии электропередачи и все другие части электроустановки или электрической сети должны оснащаться быстродействующей релейной защитой. Современные устройства быстродействующей релейной защиты имеют время действия 0,01 – 0,1 с.

Селективность или избирательность.

Селективностью называют способность релейной защиты выявлять место повреждения и отключать его ближайшими к нему выключателями.

Так, при КЗ в точке К1 для правильной ликвидации аварии защита должна подействовать только на выключатель В1. При этом остальная часть электроустановки остается в работе. Такое действие релейной защиты называется селективным.

Если же быстрей отключится выключатель В4, то без напряжения останется еще и двигатель М2. Такое действие релейной защиты будет неправильным, неселективным. В результате ущерб от аварии будет двойной – останов двух двигателей вместо одного.

Рассмотренный пример доказывает, какую важность имеет правильный выбор уставок релейной защиты

Чувствительность.

Защита должна обладать чувствительностью не только к повреждениям и нарушений нормального режима работы в своей зоне, но и к повреждениям на смежном участке, только с выдержкой времени.

Если по какой-то причине не отключиться выключатель В1, то с выдержкой времени должен будет отключиться выключатель В4.

Такое действие релейной защиты называется дальним резервированием смежного участка сети.

Надежность.

Требование надежности состоит в том, что защита должна правильно и безотказно действовать на отключение выключателей оборудования при его повреждениях.

Требование надежности обеспечивается совершенством принципов защиты и конструкций аппаратуры, добротностью деталей, простотой выполнения, а также уровнем эксплуатации.

 

Наряд, распоряжение, текущая эксплуатация

Параллельное соединение конденсаторов.

Если группа конденсаторов включена в цепь таким обра­зом, что к точкам включения непосредственно присоединены пластины всех конденсаторов, то такое соединение называется параллельным соединением конденсаторов

При заряде группы конденсаторов, соединенных параллель­но, между пластинами всех конденсаторов будет одна и та же разность потенциалов, так как все они заряжаются от одного и того же источника тока. Общее же количе­ство электричества на всех конденсаторах будет равно сумме количеств электричества, помещающихся на каждом из кон­денсаторов, так как заряд каждого их конденсаторов проис­ходит независимо от заряда других конденсаторов данной группы. Исходя из этого, всю систему параллельно соединен­ных конденсаторов можно рассматривать как один эквива­лентный (равноценный) конденсатор. Тогда общая емкость конденсаторов при параллельном соединении равна сумме емкостей всех соединенных конденсаторов.

Обозначим суммарную емкость соединенных в батарею конденсаторов бук­вой Собщ, емкость первого конденсатора С1 емкость второго С2 и емкость третьего С3. Тогда для параллельного соединения конденсаторов будет справедлива следующая формула:

Последний знак + и многоточие указывают на то, что этой формулой можно пользоваться при четырех, пяти и во­обще при любом числе конденсаторов.

Практическая работа №1 по Электротехнике и электронике | Методическая разработка:

Практическая работа №1

Тема: «Расчет смешанного соединения конденсаторов»

Цель: закрепить знания методов расчета электрической емкости и зарядов конденсаторов при их смешанном соединении.

В результате выполнения практической работы обучающийся должен

знать: основные законы параллельного и последовательного соединения конденсаторов;

уметь: производить расчет эквивалентной емкости и заряд конденсаторов.

Оборудование и инструменты: карандаш, линейка.

Краткие теоретические сведения

 Электрический конденсатор—это система из двух проводников (обкладок, пластин), разделенных диэлектриком.

Конденсаторы обладают свойством накапливать на своих обкладках электрические заряды, равные по величине и противоположные по знаку.

Электрический заряд q каждой из обкладок пропорционален напряжению U между ними:

Величину С, равную отношению заряда одной из обкладок конденсатора к напряжению между ними, называют электрической емкостью конденсатора и выражают в фарадах (Ф).

Емкость конденсатора зависит от геометрических размеров, формы, взаимного расположения и расстояния между обкладками, а также от свойств диэлектрика.

Конденсаторы могут быть соединены последовательно, параллельно и смешанно (последовательно-параллельно).

Последовательное соединение

При таком соединении на обкладках всех конденсаторов будут одинаковые по величине заряды:

Напряжения на  конденсаторах будут различны, так как они зависят от их емкостей: ;  …

Общее напряжение:

Общая, или эквивалентная, емкость

 или

Параллельное соединение

При параллельном соединении напряжение на всех конденсаторах одинаковое. Заряды на обкладках отдельных конденсаторов при различной их емкости: , ….

Заряд, полученный всеми параллельно соединенными конденсаторами:

Общая (эквивалентная) емкость: С=С1+С2+С3

Задание для практической работы

Рис.1

  1. Определить эквивалентную емкость батареи конденсаторов, соединенных по схеме, при соответствующих положениях ключей.

Таблица 1

Вариант

Положение

ключей

С1, мкФ

С2, мкФ

С3, мкФ

С4, мкФ

С5, мкФ

С6, мкФ

С7, мкФ

К1

К2

К3

1

0

0

0

2

1

3

1

3

1

1

2

1

0

0

3

1

1

2

2

1

3

3

0

1

0

1

1

2

2

3

3

0,5

4

0

0

1

2

1

1

1

3

2

1

5

1

1

0

1

2

2

3

1

2

2

6

1

0

1

0,5

3

3

2

1

3

1

7

0

1

1

2

3

3

0,5

1

1

2

8

1

1

1

2

1

1

2

1

3

3

9

1

0

0

1

0,5

1

3

3

0,5

2

10

0

0

1

1

3

1

2

2

3

2

  1. Для случая, когда ключи К1, К2 и К3 разомкнуты, найти заряды на каждом конденсаторе и общий заряд схемы.

Таблица 2

вариант

С2, мкФ

С3, мкФ

С4, мкФ

С7, мкФ

U2, B

U3, B

U4, B

U7, B

1

5

10

2

4

10

10

25

25

2

3

2

4

5

20

25

15

10

3

4

5

3

2

30

20

40

50

4

5

4

4

5

40

50

50

40

5

4

4

10

3

50

30

20

40

6

6

5

12

4

30

20

12

4

7

10

13

8

5

40

25

50

65

8

8

4

4

8

10

20

20

10

9

20

8

6

5

15

25

50

40

10

2

7

2

3

50

30

50

70

Порядок выполнения расчета

Задание 1

  1. Для своих данных начертить исходную схему.

Вариант

Положение

ключей

С1, мкФ

С2, мкФ

С3, мкФ

С4, мкФ

С5, мкФ

С6, мкФ

С7, мкФ

К1

К2

К3

1

0

1

0

1

1

1

1

1

1

1

Рис.2

  1. Рассчитать последовательное соединение С3-С7:

     

  1. Рассчитать параллельное соединение С4-С5:

  1. Рассчитать последовательное соединение С2-С45: 

     

  1. Найти эквивалентную емкость, рассчитав параллельное соединение С245-С37:    

Задание 2

  1. Для своих данных начертить исходную схему.

№ варианта

С2, мкФ

С3, мкФ

С4, мкФ

С7, мкФ

U2, B

U3, B

U4, B

U7, B

1

7

5

4

6

20

30

35

25

  1. Рассчитать заряды на каждом конденсаторе:

Рассчитать общий заряд схемы ; ;

  1. Проверка: ,

где  

Контрольные вопросы

1. Что называется конденсатором?

2. Определение электрической емкости.

3. От чего зависит емкость плоского конденсатора?

4. Перечислите способы соединения конденсаторов.

5. Назовите свойства параллельного соединения конденсаторов.

6. Назовите свойства последовательного соединения конденсаторов.

Содержание отчета

1. Наименование практической  работы.

2. Цель работы.

3. Схема электрической цепи и исходные данные.

4. Расчеты с пояснением.

5. Ответы на контрольные вопросы.

конденсаторов параллельно — видео по физике от Brightstorm

Параллельные конденсаторы позволяют заряжать конденсаторы на выбор. Разница потенциалов одинакова с несколькими параллельными конденсаторами, но заряд увеличивается. Как и при последовательном сопротивлении, параллельное подключение конденсаторов увеличивает эффективную емкость. Формула для определения эффективной емкости: эффективная емкость = емкость 1 + емкость 2 .

Итак, давайте поговорим о параллельном добавлении конденсаторов.Теперь, как мы все знаем, параллель означает, что у тока есть выбор. Теперь, когда мы говорим о конденсаторах, вместо того, чтобы говорить о том, что у тока есть выбор, мы говорим о том, что у заряда есть выбор. Итак, мы напишем параллельную комбинацию конденсаторов вот так, поэтому, если я начну заряжать эту комбинацию, посылая сюда некоторый заряд, этот заряд может пойти в 2 разные ветви. Таким образом, он может зарядить этот конденсатор или может зарядить тот. Итак, разность потенциалов будет такой же, как всегда, с параллельными комбинациями, но заряд будет добавлен.Итак, идея состоит в том, что если мне нужен только один эффективный конденсатор c, параллельный, для представления этой параллельной комбинации заряд, который я должен приложить к c, должен быть суммой этих двух зарядов. Потому что при попытке зарядить c параллельно весь заряд, который я ставил либо на c1, либо на c2 уходил на cp.

Хорошо, значит заряд прибавляется, разность потенциалов такая же. Итак, давайте посмотрим, что произойдет, q равно q1 плюс q2, поэтому, поскольку q равно емкости, умноженной на разность потенциалов, мы пишем, что c параллельная дельта v равна c1 дельта v плюс с2 дельта v разность потенциалов одинакова, поэтому дельта v отменяется.И это дает нам удивительно простую формулу, в которой параллельное добавление конденсаторов равно c1 плюс c2. Это означает, что все, что мне нужно сделать, это просто добавить, что всегда приятно. Это похоже на резисторы, соединенные последовательно, поэтому, если я добавлю больше конденсаторов параллельно, емкость увеличится. И это на самом деле часто использовалось в начале создания компьютеров; вы бы поставили кучу конденсаторов параллельно, и тогда вы смогли бы получить гораздо большую емкость, чем вы могли бы получить любым другим способом.Итак, мы собираемся добавить эти 2 конденсатора параллельно, и я хочу определить, каков будет общий заряд, если разность потенциалов на этих конденсаторах составляет 6 вольт.

Хорошо, давайте сделаем это двумя разными способами, если разность потенциалов составляет 6 вольт, то это должна быть разность потенциалов на конденсаторе емкостью 3 фарад, а это означает, что заряд, удерживаемый на конденсаторе емкостью 3 фарад, будет равен разности потенциалов, умноженной на емкость 18. джоули. Хорошо, и заряд, удерживаемый конденсатором емкостью 2 фарад, снова будет равен емкости, умноженной на разность потенциалов, умноженной на 2, умноженной на 6, 12 джоулей.Таким образом, общее количество, извините, не в джоулях, а в кулонах, поэтому общее количество заряда, которое я собираюсь удерживать, равно 18 плюс 12, что составляет 30 кулонов, хорошо, теперь давайте сделаем это, сначала добавив их параллельно. Ну я добавляю их параллельно тогда я говорю знаете что я очень просто хочу рассмотреть один конденсатор емкостью 5 фарад. Если разность потенциалов на нем 6 вольт намного проще. Хорошо, теперь еще одна вещь, о которой следует подумать, когда у вас есть конденсаторы, подключенные параллельно, самый большой конденсатор будет хранить больше всего энергии, и это потому, что конденсаторы, соединенные параллельно треугольником v, одинаковы.Итак, мы говорим, что энергия равна половине c дельта v в квадрате, это константа, поэтому чем больше c, тем больше энергия, и именно так конденсаторы складываются параллельно.

Конденсаторы последовательно и параллельно

Читать

Источник: Wikimedia Commons, CC SA-3.0 generic

Конденсатор — это устройство для хранения электрической энергии в виде разделения противоположных зарядов. Поскольку эти противоположные заряды притягиваются и естественным образом соединяются, при их разделении появляется доступная энергия.Энергия может быть получена для преобразования в другие формы, позволяя разделенным зарядам собираться вместе, их взаимное притяжение создает кинетическую энергию, когда они движутся вместе. Разнообразие этих устройств показано справа.

Величина заряда на каждой пластине конденсатора связана с разностью напряжений на пластине и емкостью Кл конденсатора:

$$Q = C \Delta V$$

Если мы соединим отрицательную пластину одного конденсатора емкостью $C_1$   с положительной пластиной второго конденсатора емкостью $C_2$, то будем говорить, что соединяем их последовательно.Если мы соединяем положительную пластину одного конденсатора емкостью $C_1$ с положительной пластиной второго конденсатора емкостью $C_2$, мы говорим, что соединяем их параллельно.

Сделать

1. На рисунке справа показаны два последовательно соединенных конденсатора. Предположим, что конденсаторы были сначала подключены друг к другу, а затем к аккумулятору.

  1. Если заряд на положительной пластине конденсатора $C_1$ равен $Q_1$ (положительный заряд), то каков заряд на отрицательной пластине конденсатора $C_1$? На положительной пластине конденсатора $C_2$? На минусовой пластине конденсатора $C_2$? Объясните откуда вы знаете.
  2. Если повышение напряжения в батарее равно $\Delta V$, каково падение напряжения на каждом из отдельных конденсаторов? Объясните откуда вы знаете.
  3. Используя полученный выше результат, найдите эффективную емкость объединенной пары конденсаторов. (То есть то, что вы измерили бы их емкость, как если бы они находились в коробке, и вы не знали, что это два отдельных конденсатора.)

2. На рисунке справа показаны два конденсатора, соединенных параллельно. Предположим, что конденсаторы были сначала подключены друг к другу, а затем к аккумулятору.

  1. Если заряд на положительной пластине конденсатора $C_1$ равен $Q_1$ (положительный заряд), а заряд на положительной пластине конденсатора $C_2$ равен $Q_2$ (положительный заряд), то каков заряд на отрицательная пластина конденсатора $C_1$? На минусовой пластине конденсатора $C_2$? Объясните откуда вы знаете.
  2. Если повышение напряжения в батарее равно $\Delta V$, каково падение напряжения на каждом из отдельных конденсаторов? Объясните откуда вы знаете.
  3. Найдите $Q_1$ и $Q_2$ через $C_1$, $C_2$ и $V_0$.
  4. Используя полученные выше результаты, найдите эффективную емкость объединенной пары конденсаторов. (То есть то, что вы измерили бы их емкость, как если бы они находились в коробке, и вы не знали, что это два отдельных конденсатора.

3. Можете ли вы связать найденные выше зависимости с тем, как емкость зависит от формы (площади и расстояния между пластинами) конденсатора? Если можешь, объясни как. Если не можешь, объясни почему.

Джо Редиш 15.03.08

Параллельные конденсаторы — формула и примеры решения

Конденсатор — это устройство, которое накапливает энергию (электрическую) за счет накопления заряда.У конденсатора два вывода. Это пассивный электрический компонент. Конденсатор раньше назывался конденсатором. По сравнению с батареей, конденсатор имеет меньшую емкость, но зарядка и разрядка в конденсаторе происходят быстрее. Внутри конденсатора есть две фольги, катодная фольга (-) и анодная фольга (+). Эффект конденсатора известен как емкость. Емкость конденсатора – это отношение величины заряда к величине разности потенциалов между двумя проводниками.

 

C= \[\frac {Q} {V}\]

 

Единицей емкости в СИ является фарад (Ф)

 

1 фарад = \[\frac {1Кулон} {1 \]

 

Конденсаторы, соединенные параллельно 

Конденсаторы могут быть соединены двумя типами: последовательно и параллельно. Если конденсаторы соединены друг за другом в виде цепочки, то это последовательно. Последовательно емкость меньше.

 

Когда конденсаторы подключены между двумя общими точками, они называются параллельными.

 

При параллельном соединении пластин размер пластин удваивается, из-за чего емкость удваивается. Так что при параллельном соединении конденсаторов мы получаем большую емкость.

7 40061

Конденсаторы в параллельной формуле

Работа конденсаторов в параллельном

в приведенной выше цепи диаграммы, позволяют C 1 , C 2 , C 3 , C 4 Будьте емкостью четыре параллельные пластины конденсатора.С 1 , С 2 , С 3 , С 4 соединены параллельно друг другу.

 

Если к цепи приложено напряжение V, то при параллельной комбинации конденсаторов разность потенциалов на каждом конденсаторе будет одинаковой. Но заряд на каждом конденсаторе разный.

 

Когда батарея подключена к цепи, ток течет от положительной клеммы батареи к соединению. Итак, заряд начинает течь по цепи.

 

Эта плата распределяется как Q 1 , Q 2 , Q 3 , Q 4 . Одна пластина конденсатора C 1 приобретает заряд +Q 1 , а другая пластина конденсатора C 1 приобретает заряд -Q 1 . Это по индукции.

Одна пластина конденсатора C 2 имеет заряд +Q 2 , а другая пластина конденсатора C 2   имеет заряд -Q 2 , это также по индукции.

Аналогично, для конденсатора C 3 одна пластина имеет заряд +Q 3 , а другая пластина конденсатора C 3 имеет заряд -Q 3 за счет индукции.

 

Аналогично, для конденсатора C 4 одна пластина имеет заряд +Q 4 другая пластина имеет заряд -Q 4

Теперь по закону сохранения заряда

Q = Q

1 + Q 2 + Q 3 + Q 3 + Q 4 — (1)

Мы знаем, что C = Q / V

Q = CV

Q 1 = C 1 V

Q 2 = C 2 = C 2 V

Q 3 = C 3 V

Q 4 = C 4 V

Q = C P V — (2)

из уравнений (1) и (2) можно написать,

C P V = C 1 V + C 2 V + C 3 V + C 4 V

C p V = (C 1 + C 2 + C 3 + C 4 ) V

C P = C P = C 1 + C 2 + C 2 + C 3 + C 4

C P — это выражение для эквивалентной емкости, когда четыре конденсатора подключены в параллельно.

Если есть три конденсатора, подключенные параллельно, то эквивалентное емкость,

C P = C 1 + C 2 + C 3

Если есть н. соединены параллельно, тогда эквивалентная емкость равна

 

C p = C 1 + C 2 + C 3 +………. +C n

 

Решенные примеры 

1.Три конденсатора 10, 20, 25 мкФ подключены параллельно к источнику питания 250В. Рассчитайте эквивалентную емкость.

Решение —

C 1

C 1 = 10 мкФ = 10 × 10 -6 F

C 2 = 20 мкФ = 20 × 10 -6 F

C 3 = 25 мкФ = 25 × 10 -6 F

Эквивалентная емкость параллельной комбинации составляет,

C P = C 1 + C 2 + C 3

CP = 10 + 20 + 25

 

Cp = 55 мкФ

 

2.Два конденсатора емкостью 10 мкФ и 25 мкФ заряжены до 12 В и 24 В соответственно. Каков общий потенциал, когда они соединены параллельно?

Решение —

C 1

C 1 = 10 мкФ

C 2 = 25 мкФ

V 1 = 12 V 1 = 12 V

V 2 = 24 V

V =?

Заряд на 1-й конденсатор,

Q 1 = C 1 = C 1 V 1 = 10 × 10 -6 × 12 = 120 × 10 -6 C

Заряд 2-й конденсатор,

Q 2 = C 2 V 2 = 25 × 10 -6 × 24 = 600 × 10 -6 C

Общий заряд Q = Q 1 + Q 2 = 120 × 10 -6 + 600 × 10 -6

Q = 720 × 10 -6 C

Эквивалентное емкость параллельной комбинации,

CP = C1 + C2 = 10 + 25 = 35 мкФ

Если V является общим потенциалом,

Q = CV

V = Q / C

V = 720/35 = 20.57 В

 

Преимущества параллельного подключения конденсаторов

Параллельное подключение конденсаторов приводит к накоплению в цепи большего количества энергии по сравнению с системой, в которой конденсаторы соединены последовательно. Это связано с тем, что общая емкость системы представляет собой сумму индивидуальных емкостей всех параллельно соединенных конденсаторов.

 

В сложных батареях конденсаторов, которые работают с чрезвычайно высокими уровнями значений емкости, наблюдался лучший баланс напряжения между группами конденсаторов при параллельном соединении и, следовательно, уменьшение количества симметрирующих резисторов, используемых в системе.

 

Это экономит деньги, так как стоит намного меньше по сравнению с последовательным соединением конденсаторов, поскольку требуется больше балансировочных резисторов. В свою очередь, наблюдаются большие потери мощности из-за большего количества путей тока, поскольку конструкция системы становится более сложной с использованием большего количества балансировочных резисторов.

 

Даже после экономии затрат и накопления большего количества энергии эта система считается небезопасной для использования в промышленности. Студенты должны прочитать дальше, чтобы узнать, почему.

 

Недостатки параллельного подключения конденсаторов

К настоящему времени учащиеся знают, что ко всем конденсаторам в параллельной цепи подается одинаковое напряжение.Это означает, что даже конденсаторы с самым высоким номинальным напряжением будут иметь такое же высокое напряжение, как конденсатор с самым низким номиналом из всех конденсаторов.

 

Например, если конденсатор с номинальным напряжением 200 В подключен параллельно к ряду конденсаторов с номинальным напряжением 500 В, максимальное номинальное напряжение всего номинала будет составлять только 200 В, даже если большинство конденсаторов в системе рассчитано на 500 В, только из-за одного конденсатора на 200В.

 

Конденсаторы, подключенные параллельно, способны накапливать огромное количество энергии, а также способны высвобождать эту накопленную энергию за очень короткое время.Случайное короткое замыкание может быть опасным и привести к травмам и поломкам из-за сильного повреждения электропроводки. Именно из-за высокой вероятности проблем с безопасностью эта система НЕ рекомендуется для использования в промышленности, и ее в основном избегают профессионалы.

 

При сложной компоновке конденсаторных батарей, если один конденсатор выходит из строя, конденсаторы в оставшейся батарее должны выдерживать полное напряжение шины. Это может привести к выходу из строя всей конденсаторной батареи, так как оставшиеся конденсаторы в конечном итоге выйдут из строя.

 

Этого можно избежать, если конденсаторы соединены последовательно, потому что даже если один конденсатор выходит из строя, оставшиеся конденсаторы в батарее остаются нетронутыми.

 

Учащиеся могут узнать больше о реальном применении электрических систем, широко используемых в различных отраслях, на веб-сайте и в приложении Vedantu.

[PDF] Fall 12 PHY 122 Homework Solutions #4

1 Fall 12 PHY 122 Домашнее задание Решения #4 Глава 23 Задача 45 Рассчитайте электрический потенциал крошечного диполя whos…

Fall ’12 PHY 122 Homework Solutions #4 Глава 23 Задача 45 Рассчитайте электрический потенциал крошечного диполя с дипольным моментом 4,8 x 10-30 см в точке на расстоянии 4,1 x 10-9 м, если эта точка (а) расположена вдоль ось диполя ближе к положительному заряду; б) на 45° выше оси, но ближе к положительному заряду; в) на 45° выше оси, но ближе к отрицательному заряду. Пусть при V = 0 при r = инф. Глава 23. Задача 59. Напишите общую потенциальную электростатическую энергию U для (а) четырех точечных зарядов и (б) пяти точечных зарядов.Нарисуйте диаграмму, определяющую все величины. Глава 23. Задача 61. Электрон, находящийся в состоянии покоя, приобретает кинетическую энергию 1,33 кэВ при движении из точки А в точку В. а) Сколько кинетической энергии приобретет протон, начав движение из состояния покоя в точке В и двигаясь в точку А? (b) Определите отношение их скоростей в конце соответствующих траекторий. Глава 24 Вопрос 2 Предположим, что расстояние между пластинами d в плоском конденсаторе не очень мало по сравнению с размерами пластин. Вы ожидаете, что уравнение24–2, чтобы дать завышенную или заниженную оценку истинной емкости? Объяснять. Решение Недооценка. Если расстояние между пластинами не очень мало по сравнению с размером пластины, то краевыми эффектами пренебрегать нельзя и электрическое поле (для данного заряда) действительно будет меньше. Емкость обратно пропорциональна потенциалу, а для параллельных пластин еще и обратно пропорциональна полю, поэтому емкость на самом деле будет больше, чем указано в формуле. Глава 24. Вопрос 4. Почему, когда батарея подключена к конденсатору, две пластины приобретают заряды одинаковой величины? Будет ли это верно, если два проводника имеют разные размеры или формы? Решение Когда конденсатор впервые подключен к батарее, заряд течет к одной пластине.Поскольку пластины разделены изоляционным материалом, заряд не может пройти через зазор. Таким образом, равное количество заряда отталкивается от противоположной пластины, оставляя на ней заряд, равный и противоположный заряду первой пластины. Два проводника конденсатора будут иметь одинаковые и противоположные заряды, даже если они имеют разные размеры или форму.

Глава 24 Вопрос 11 Изолированный заряженный конденсатор имеет горизонтальные пластины. Если на небольшом расстоянии между пластинами вставить тонкий диэлектрик, рис.24–19, будет ли он двигаться влево или вправо, когда его отпустят?

Решение Диэлектрик будет втягиваться в конденсатор за счет электростатических сил притяжения между зарядами на обкладках конденсатора и поляризованными зарядами на поверхности диэлектрика. (Обратите внимание, что добавление диэлектрика уменьшает энергию системы.) Глава 24 Вопрос 15 Диэлектрик вытягивается из-под пластин конденсатора, который остается подключенным к батарее. Какие изменения происходят с емкостью, зарядом на пластинах, разностью потенциалов, запасенной в конденсаторе энергией и электрическим полем? Решение При удалении диэлектрика емкость уменьшается.Разность потенциалов между пластинами остается неизменной, потому что конденсатор все еще подключен к батарее. Если разность потенциалов останется прежней, а емкость уменьшится, то заряд на обкладках и энергия, запасенная в конденсаторе, тоже должны уменьшиться. (Заряды возвращаются в батарею.) Электрическое поле между пластинами останется прежним, потому что разность потенциалов на пластинах и расстояние между пластинами остаются постоянными. Глава 24 Задача 2 Сколько заряда уходит от 12.0-вольтовая батарея при подключении к ней конденсатора 12,6 мкФ?

Глава 24 Проблема 5 Конденсатор емкостью 7,7 мкФ заряжается от батареи 125 В (рис. 24–20а), а затем отключается от батареи. Когда этот конденсатор C1 затем подключается (рис. 24-20b) ко второму (первоначально незаряженному) конденсатору C2, конечное напряжение на каждом конденсаторе составляет 15 В. Каково значение C2? [Подсказка: заряд сохраняется.]

Глава 24 Задача 14 Используйте закон Гаусса, чтобы показать, что E = 0 внутри внутреннего проводника цилиндрического конденсатора (см.24–6 и пример 24–2), а также снаружи внешнего цилиндра. Глава 24 Задача 23 При наличии трех конденсаторов С1 = 2,0 мкФ, С2 = 1,5 мкФ и С3 = 3,0 мкФ какое расположение параллельных и последовательных соединений с батареей 12 В даст минимальное падение напряжения на конденсаторе 2,0 мкФ? Какое минимальное падение напряжения? Глава 24 Задача 36 Два конденсатора C1 = 3200 пФ и C2 = 1800 пФ подключены последовательно к батарее 12,0 В. Конденсаторы позже отсоединяются от батареи и соединяются напрямую друг с другом, положительная пластина к положительной пластине, а отрицательная пластина к отрицательной пластине.Какой тогда будет заряд на каждом конденсаторе? Глава 24. Задача 44. Конденсатор с плоскими пластинами имеет фиксированные заряды +Q и –Q. Затем разделение пластин утраивается. а) Во сколько раз изменится запасенная в электрическом поле энергия? б) Какую работу необходимо совершить, чтобы расстояние между пластинами увеличилось с d до 3,0d? Площадь каждой пластины равна A. Глава 24 Задача 52 Когда два конденсатора соединены параллельно, а затем подключены к батарее, общая накопленная энергия в 5,0 раз больше, чем когда они соединены последовательно, а затем подключены к той же батарее.

Каково соотношение двух емкостей? (Перед подключением батареи в каждом случае конденсаторы полностью разряжены.) Глава 24 Проблема 58 Конденсатор с воздушным зазором емкостью 3500 пФ подключен к батарее 32 В. Если кусок слюды заполнит пространство между пластинами, какой заряд потечет от батареи? Глава 24 Задача 62 Два одинаковых конденсатора соединены параллельно и каждый приобретает заряд Q0 при подключении к источнику напряжения V0. Отключают источник напряжения и затем диэлектрик К=3.2 вставлен, чтобы заполнить пространство между пластинами одного из конденсаторов. Определите (а) текущий заряд каждого конденсатора и (б) текущее напряжение на каждом конденсаторе.

Как конденсаторы соединяются последовательно и параллельно? – Runyoncanyon-losangeles.com

Как конденсаторы соединяются последовательно и параллельно?

Каждый подключен непосредственно к источнику напряжения, как если бы он был один, поэтому общая емкость при параллельном подключении представляет собой просто сумму отдельных емкостей.(b) Эквивалентный конденсатор имеет большую площадь пластин и, следовательно, может удерживать больше заряда, чем отдельные конденсаторы. CpV = C1V + C2V + C3V.

Можно ли использовать конденсаторы последовательно?

Вы можете комбинировать конденсаторы в последовательные или параллельные сети, чтобы создать любое значение емкости, которое вам нужно в электронной схеме. Например, если вы соедините три конденсатора по 100 мкФ параллельно, общая емкость цепи составит 300 мкФ.

Почему конденсаторы включены последовательно?

Иногда желательно использовать последовательное соединение конденсаторов, чтобы иметь возможность работать с более высокими напряжениями.В этом случае при последовательном соединении пяти и более таких конденсаторов высокое напряжение будет распределяться по всем конденсаторам и не будет превышен максимальный номинал.

Является ли заряд последовательных конденсаторов постоянным?

Конденсаторы, соединенные последовательно Резюме Два или более конденсатора, соединенные последовательно, всегда будут иметь одинаковые количества кулоновского заряда на своих пластинах. Поскольку заряд ( Q ) равен и постоянен, падение напряжения на конденсаторе определяется номиналом конденсатора только как V = Q ÷ C.

Как рассчитать емкость параллельно?

Чтобы рассчитать общую общую емкость нескольких конденсаторов, соединенных таким образом, необходимо сложить отдельные емкости по следующей формуле: CTotal = C1 + C2 + C3 и так далее. Пример: рассчитать общую емкость этих трех конденсаторов, включенных параллельно. Собщ = С1 + С2 + С3.

Что такое параллельный конденсатор?

Конденсатор с плоскими пластинами представляет собой простое расположение электродов и диэлектрика для образования конденсатора, в котором две параллельные проводящие пластины используются в качестве электродов со средой или диэлектриком между ними, как показано на рисунке ниже: Емкость конденсатора с плоскими пластинами:

Как найти формулу емкости?

Емкость находится путем деления электрического заряда на напряжение по формуле C=Q/V.Его единицей является Фарада. Формула. Его формула дается как: C=Q/V. Где C — емкость, Q — напряжение, V — напряжение. Мы также можем найти заряд Q и напряжение V, переформулировав приведенную выше формулу следующим образом: Q=CV

Что такое параллельная емкость?

Цепь с параллельными конденсаторами представляет собой электронную схему, в которой все конденсаторы соединены бок о бок разными путями, так что одинаковый заряд или ток не будет протекать через каждый конденсатор. Когда к параллельной цепи подается напряжение, каждый конденсатор получает разный заряд.

Зарядка последовательного или параллельного конденсатора одинакова? – Newsbasis.com

Одинаков ли заряд последовательного или параллельного конденсатора?

Параллельные конденсаторы. Таким образом, конденсаторы имеют такие же заряды, как если бы они были подключены к источнику напряжения по отдельности. Общий заряд Q представляет собой сумму индивидуальных зарядов: Q = Q1 + Q2 + Q3.

Остается ли последовательный заряд одинаковым?

В принципе, когда у вас есть два конденсатора, соединенных последовательно, скажем, C1 и C2, то общий заряд в средней проводке, соединяющей два компонента, должен оставаться постоянным, так как он не может никуда уйти.

Конденсаторы сохраняют одинаковый заряд?

Сохраняют ли конденсаторы заряд? Конденсаторы не хранят заряд. Конденсаторы фактически хранят дисбаланс заряда. Если на одной пластине конденсатора хранится 1 кулон заряда, на другой пластине будет -1 кулон, что делает общий заряд (суммированный на обеих пластинах) равным нулю.

Чему равен заряд конденсатора при последовательном соединении?

Когда конденсаторы соединены один за другим, говорят, что они соединены последовательно.Для конденсаторов, соединенных последовательно, общую емкость можно найти, сложив обратные величины отдельных емкостей и взяв обратную величину суммы.

Конденсаторы заряжаются быстрее последовательно или параллельно?

Параллельные конденсаторы имеют большую емкость, поэтому их зарядка займет больше времени. Последовательные конденсаторы похожи на параллельные резисторы: общее значение уменьшается, когда вы добавляете больше (и вы также используете то же уравнение). Так что заряжаясь одним и тем же током, они будут заряжаться быстрее.

Почему заряд параллельных конденсаторов разный?

В параллельной комбинации заряд через каждый конденсатор имеет одну и ту же точку входа и выхода, поэтому разность потенциалов на каждом конденсаторе будет равна потенциалу точки выхода минус потенциал точки входа, которая одинакова для обоих.

Ток в последовательном соединении постоянен?

В последовательной цепи ток постоянен. Ток останется постоянным в последовательной цепи из-за принципа сохранения заряда, который…

Сколько заряда хранит конденсатор?

Потенциал накопления конденсатора, или емкость, измеряется в единицах, называемых фарадами.18, или 6,25 миллиарда миллиардов) электронов.

Как конденсаторы хранят электрические заряды?

Конденсаторы состоят из двух пластин. Когда между двумя пластинами прикладывается напряжение, создается разность потенциалов и устанавливается электрическое поле. Электроны перемещаются к отрицательным пластинам с положительных пластин конденсаторов. Положительный заряд накапливается с одной стороны, а отрицательный — с другой.

Что происходит при последовательном соединении конденсаторов?

Когда конденсаторы соединены последовательно, общая емкость меньше любой из отдельных емкостей последовательных конденсаторов.Если два или более конденсатора соединены последовательно, общий эффект будет таким же, как у одного (эквивалентного) конденсатора, имеющего сумму расстояний между пластинами отдельных конденсаторов.

Как рассчитать напряжение конденсатора?

Формула, которая вычисляет напряжение конденсатора на основе этих входных параметров: V= 1/C∫Idt, где V равно напряжению на конденсаторе, C равно емкости конденсатора, а I равно току течет через конденсатор.Много раз вы будете встречать расширенную формулу V = V 0 + 1/C∫Idt.

Что такое падение напряжения на конденсаторе?

Это выходное напряжение, представляющее собой падение напряжения на конденсаторе C2, рассчитывается по формуле VOUT= VIN (C1/(C1 + C2)). Согласно этой формуле, на конденсаторе с меньшим значением емкости будет падать большее напряжение; и, наоборот, на конденсаторе с большей емкостью будет падать меньшее напряжение.

Как конденсатор работает с постоянным током?

Когда конденсатор подключен к источнику постоянного напряжения, конденсатор начинает процесс приобретения заряда.Это создаст напряжение на конденсаторе. Как только конденсатор приобретает достаточный заряд, начинает течь ток, и вскоре напряжение на конденсаторе достигает значения, приблизительно равного напряжению источника постоянного тока. Когда на конденсаторе почти полное напряжение, ток через конденсатор больше не течет. Это займет некоторое время.

Каков заряд конденсатора?

Конденсатор заряжается при подключении его к источнику постоянного напряжения. Это может быть батарея или блок питания постоянного тока. Как только конденсатор подключен к источнику постоянного напряжения, он будет заряжаться до напряжения, которое выдает источник постоянного напряжения.Так, если к 9-вольтовой батарее подключить конденсатор, он будет заряжаться до 9 вольт.

Продолжить чтение

Источник тока и параллельно включенные конденсаторы — Рубен Санчес

Конденсатор представляет собой электронное устройство, способное накапливать электрическую энергию в электрическом поле. Обычно конденсатор определяют в самом простом варианте как устройство с двумя пластинами площадью \(A\), разделенными воздухом (или любым другим диэлектрическим материалом) на расстояние \(d\).


По индуктивной нагрузке — собственный рисунок, выполненный в Inkscape 0.44, Public Domain, ссылка

Если источник тока пропускается через конденсатор, электроны (заряд) оседают на одной из пластин, создавая, в свою очередь, электрическое поле на них. Не будет никакого эффективного переноса заряда с одной пластины на другую, потому что пространство между ними заполнено диэлектрическим материалом (непроводящим). Однако электрическое поле на нем может вызвать отталкивание или притяжение заряда на другой стороне пластины.


Папа Ноябрь — самодельная SVG-версия Image:Dielectric.png, включающая Image:Capacitor Schematic.svg в качестве основы., CC BY-SA 3.0, ссылка

Конденсатор характеризуется своей емкостью. Емкость измеряется в фарадах (Ф) и определяет соотношение между количеством заряда, необходимого для увеличения на один вольт на выводах конденсатора.

\[ C= \frac{Q}{V} \]

Таким образом, конденсатору с 1 Ф потребуется 1 кулон (1 Кл) заряда, чтобы установить 1 В на его выводах.{-12}~C \]

Теперь, каким будет значение напряжения \(V_1\), если в момент времени \(t_1 = 1~нс\) второй конденсатор \(C_2\) (разряжен) емкостью \(2~пФ\) связанный?

В тот самый момент, когда второй конденсатор подключен параллельно, заряд в \(C_1\) будет распределен между \(C_1\) и \(C_2\).{-12}~С\]

Если \(C_2\) отключить, накопленный в нем заряд будет потерян и не будет перераспределен в сторону \(C_1\). Таким образом, общее количество заряда в системе при \(t_2 = 2~ns\) будет только при \(C_1\).

Теперь напряжение увеличивается с той же скоростью, что и в период \(0 < t < t_1 = 1~ns\).

Таким образом, если построить график напряжения от \(t=0~ns\) до \(t_3 = 3~ns\), мы получим следующий профиль напряжения для \(V_1\):

.

0 comments on “Заряд параллельно соединенных конденсаторов: Схемы соединения конденсаторов — расчет емкости

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.