Практично на будь-якій електронній платі застосовуються конденсатори, встановлюються вони і в силових схемах. Для того щоб компонент міг виконувати свої функції, він повинен володіти певними характеристиками. Іноді виникає ситуація, коли необхідного елемента немає в продажу або його ціна невиправдано завищена.
Вийти з положення, що склалося можна, використовуючи декілька елементів, а необхідні характеристики отримують, застосовуючи паралельне і послідовне з'єднання конденсаторів між собою.
трохи теорії
Конденсатор - пасивний електронний компонент, зі змінною або постійною величиною ємності, яке призначене для накопичення заряду і енергії електричного поля.
При виборі цих електронних компонентів керуються двома основними характеристиками:
Номінальна ємність вимірюється в Фарада, але так як це дуже велика величина, найчастіше застосовують мікрофарад. Номінальну величину цього параметра вказують на корпусі. Необхідно враховувати, що в залежності від класу точності, відхилення дійсної величини від номінальної може досягати ± 20%, а іноді і більше. Такі елементи підходять для більшості схем, тому при складанні батареї конденсаторів точного підбору ємності не потрібно, достатньо вкластися в зазначену похибку.- Номінальна напруга вимірюється в вольтах. Застосування електронного компонента з номінальною напругою, що нижче ніж в схемі, може привести до пробою діелектрика і виходу елемента з ладу. Тому цю величину необхідно вибирати з деяким запасом.
Умовне позначення неполярного постійного конденсатора на схемі, показано на рис. 1, а. Для полярного електронного компонента додатково зазначають позитивний висновок - рис. 1, б.
Способи з'єднання конденсаторів
Складання батарей конденсаторів дозволяє змінити сумарну ємність або робоча напруга. Для цього можуть застосовуватися такі способи з'єднання:
- послідовне;
- паралельне;
- змішане.
послідовне з'єднання
Послідовне підключення конденсаторів показано на рис. 1, ст. Застосовують таке з'єднання в основному для збільшення робочої напруги. Справа в тому, що діелектрики кожного з елементів розташовані один за одним, тому при такому з'єднанні напруги складаються.
Сумарна ємність послідовно з'єднаних елементів можна розрахувати за формулою, яка для трьох компонентів матиме вигляд, показаний на рис. 1, е.
Після перетворення в більш звичну для нас форму, формула набуде вигляду рис. 1, ж.
Якщо, з'єднані послідовно, компоненти мають однакові ємності, то розрахунок зазнає суттєвого спрощення. В цьому випадку сумарну величину можна визначити, розділивши номінал одного елемента на їх кількість. Наприклад, якщо потрібно визначити, яка ємність при послідовному з'єднанні двох конденсаторів по 100 мкФ, то цю величину можна розрахувати, розділивши 100 мкФ на два, тобто сумарна ємність дорівнює 50 мкФ.
Максимально спростити розрахунки послідовно з'єднаних компонентів, дозволяє використання онлайн-калькуляторів, які без проблем можна знайти в мережі.
паралельне підключення
Паралельне підключення конденсаторів показано на рис. 1, м При такому з'єднанні робоча напруга не змінюється, а ємності складаються. Тому для отримання батарей великої ємності, використовують паралельне з'єднання конденсаторів. Калькулятор для розрахунку сумарної ємності не знадобиться, так як формула має найпростіший вид:
З сум = З 1 + З 2 + С 3.
Збираючи батарею для запуску трифазних асинхронних електродвигунів, часто застосовують паралельне з'єднання електролітичних конденсаторів. Обумовлено це великий ємністю цього типу елементів і невеликим часом запуску електродвигуна. Такий режим роботи електролітичних компонентів допустимо, але слід вибирати ті елементи, у яких номінальна напруга мінімум в два рази перевищує напруга мережі.
змішане включення
Змішане підключення конденсаторів - це поєднання паралельного і послідовного з'єднань.
Схематично такий ланцюжок може виглядати по-різному. Як приклад розглянемо схему, зображену на рис. 1, д. Батарея складається з шести елементів, з яких С1, С2, С3, з'єднані паралельно, а С4, С5, С6 - послідовно.
Робоча напруга можна визначити складанням номінальних напруг С4, С5, С6 і напруги одного з паралельно підключених конденсаторів. Якщо паралельно з'єднані елементи мають різні номінальні напруги, то для розрахунку беруть менше з трьох.
Для визначення сумарної ємності, схему розбивають на ділянки з однаковим з'єднанням елементів, виробляють розрахунок для цих ділянок, після чого визначають загальну величину.
Для нашої схеми послідовність обчислень наступна:
- Визначаємо ємність паралельно з'єднаних елементів і позначаємо її З 1-3.
- Розраховуємо ємність послідовно з'єднаних елементів З 4-6.
- На цьому етапі можна накреслити спрощену еквівалентну схему, в якій замість шести елементів зображуються два - З 1-3 і С 4-6. Ці елементи схеми з'єднані послідовно. Залишається зробити розрахунок такого з'єднання і ми отримаємо шукану.
У житті докладні знання про змішаному сполученні можуть тільки стане в нагоді радіоаматорам.