Υπάρχουν διαφορετικοί τύποι πυκνωτών διαθέσιμα, με βάση την εφαρμογή αυτά ταξινομούνται σε διαφορετικούς τύπους. Η σύνδεση αυτών των πυκνωτών μπορεί να γίνει με διαφορετικούς τρόπους που χρησιμοποιούνται σε μια ποικιλία εφαρμογών. Διαφορετικές συνδέσεις πυκνωτών λειτουργούν σαν ένας πυκνωτής. Έτσι, η συνολική χωρητικότητα αυτού του μεμονωμένου πυκνωτή εξαρτάται κυρίως από τον τρόπο με τον οποίο συνδέονται οι μεμονωμένοι πυκνωτές. Βασικά, λοιπόν, υπάρχουν δύο απλοί και συνηθισμένοι τύποι συνδέσεων, όπως σειριακή σύνδεση και παράλληλη σύνδεση. Με τη χρήση αυτών των συνδέσεων, μπορεί να υπολογιστεί η συνολική χωρητικότητα. Υπάρχουν μερικές συνδέσεις που μπορούν επίσης να συσχετιστούν με τις συνδέσεις σειρών & παράλληλων συνδυασμών. Αυτό το άρθρο περιγράφει μια επισκόπηση του τι είναι οι πυκνωτές σε σειρά και παράλληλα με τα παραδείγματα τους.
Πυκνωτές σε σειρά και παράλληλα
Ένας πυκνωτής χρησιμοποιείται κυρίως για την αποθήκευση ηλεκτρικής ενέργειας όπως η ηλεκτροστατική ενέργεια. Μόλις υπάρχει ανάγκη ενίσχυσης περισσότερης ενέργειας για αποθήκευση χωρητικότητας, τότε κατάλληλη πυκνωτής με αυξημένη χωρητικότητα μπορεί να είναι απαραίτητη. Ο σχεδιασμός ενός πυκνωτή μπορεί να γίνει χρησιμοποιώντας δύο μεταλλικές πλάκες που συνδέονται παράλληλα και χωρίζονται μέσω διηλεκτρικού μέσου όπως μαρμαρυγία, γυαλί, κεραμικά κ.λπ.
ο διηλεκτρικός Το μέσο δίνει ένα μη αγώγιμο μέσο μεταξύ των δύο πλακών και περιλαμβάνει αποκλειστική δυνατότητα συγκράτησης της φόρτισης.
Μόλις συνδεθεί μια πηγή τάσης στις πλάκες ενός πυκνωτή, τότε μια φόρτιση + Ve σε μία μόνο πλάκα & η φόρτιση -Ve στην επόμενη πλάκα κατατίθεται. Εδώ, το συνολικό φορτίο «q» που συσσωρεύεται μπορεί να είναι άμεσα ανάλογο με την πηγή τάσης «V».
q = βιογραφικό σημείωμα
Όπου το «C» είναι χωρητικότητα και η τιμή του εξαρτάται κυρίως από τα φυσικά μεγέθη του ο πυκνωτής .
C = εΑ / d
Που
«Ε» = διηλεκτρική σταθερά
«A» = περιοχή της αποτελεσματικής πλάκας
d = διάστημα μεταξύ δύο πλακών.
Όποτε δύο ή περισσότεροι πυκνωτές συνδέονται σε σειρά, τότε ολόκληρη η χωρητικότητα αυτών των πυκνωτών είναι χαμηλή σε σύγκριση με την χωρητικότητα ενός μεμονωμένου πυκνωτή. Ομοίως, κάθε φορά που οι πυκνωτές συνδέονται παράλληλα, τότε η συνολική χωρητικότητα των πυκνωτών είναι το άθροισμα των χωρητικοτήτων των μεμονωμένων πυκνωτών. Χρησιμοποιώντας αυτό, παράγονται οι εκφράσεις της συνολικής χωρητικότητας σε σειρά & παράλληλες. Εντοπίστηκαν επίσης σειρές & παράλληλα μέρη στο συνδυασμό συνδέσεων πυκνωτών. Και η αποτελεσματική χωρητικότητα μπορεί να υπολογιστεί μέσω σειρών και παράλληλων μέσω μεμονωμένων χωρητικοτήτων
Πυκνωτές σε σειρά
Όταν ένας αριθμός πυκνωτών συνδέεται σε σειρά, η τάση που εφαρμόζεται στους πυκνωτές είναι «V». Όταν η χωρητικότητα του πυκνωτή είναι C1, C2… Cn, τότε η αντίστοιχη χωρητικότητα των πυκνωτών όταν συνδέεται σε σειρά είναι «C». Η εφαρμοζόμενη τάση στους πυκνωτές είναι V1, V2, V3…. + Vn, αντίστοιχα.
Πυκνωτές σε σειρά
Έτσι, V = V1 + V2 + …… .. + Vn
Η χρέωση που παρέχεται από την πηγή μέσω αυτών των πυκνωτών είναι τότε «Q»
V = Q / C, V1 = Q / C1, V2 = Q / C2, V3 = Q / C3 & Vn = Q.Cn
Καθώς το φορτίο που μεταφέρεται σε κάθε πυκνωτή και το ρεύμα σε ολόκληρη τη σειρά ο συνδυασμός πυκνωτών θα είναι πανομοιότυπος και θεωρείται σαν «Q».
Τώρα, η παραπάνω εξίσωση του «V» μπορεί να γραφτεί ως εξής.
Q / 100 = Q / Q + C1 / C2 + ... L / Cn
Q [1/100] = Q] 1 / C1 + 1 / C2 + ... 1 / Cn]
1 / C = 1 / C1 + 1 / C2 + 1 / C3 +… 1 / Cn
Παράδειγμα
Όποτε οι πυκνωτές συνδέονται σε σειρά, τότε υπολογίστε τη χωρητικότητα αυτών των πυκνωτών. Η σειριακή σύνδεση των πυκνωτών φαίνεται παρακάτω. Εδώ οι πυκνωτές που συνδέονται σε σειρά είναι δύο.
Οι πυκνωτές στον τύπο σειράς είναι Ctotal = C1XC2 / C1 + C2
Οι τιμές των δύο πυκνωτών είναι C1 = 5F και C2 = 10F
Ctotal = 5FX10F / 5F + 10F
50F / 15F = 3,33F
Πυκνωτές στο Παράλληλο
Όταν η χωρητικότητα ενός πυκνωτή αυξάνεται, τότε οι πυκνωτές συνδέονται παράλληλα όταν δύο σχετικές πλάκες φροντίζουν να συνδέονται μεταξύ τους. Η αποτελεσματική αλληλεπικαλυπτόμενη περιοχή μπορεί να προστεθεί μέσω σταθερής απόστασης μεταξύ τους και συνεπώς η ίση τιμή χωρητικότητάς τους μετατρέπεται σε διπλή ατομική χωρητικότητα. Η τράπεζα πυκνωτών χρησιμοποιείται σε διαφορετικούς κλάδους που χρησιμοποιούν παράλληλα πυκνωτές. Μόλις δύο πυκνωτές συνδέονται παράλληλα μετά από αυτό, η τάση «V» σε κάθε πυκνωτή είναι παρόμοια, δηλαδή Veq = Va = Vb & current «ieq» μπορεί να διαχωριστεί σε δύο στοιχεία όπως «ia» & «ib».
Πυκνωτές στο Παράλληλο
i = dq / dt
Αντικαταστήστε την τιμή του «q» στην παραπάνω εξίσωση
= d (CV) / dt
i = C dV / dt + VdC / dt
Όταν η χωρητικότητα ενός πυκνωτή είναι σταθερή, τότε
i = C dV / dt
Εφαρμόζοντας το KCL στο παραπάνω κύκλωμα, τότε η εξίσωση θα είναι
ieq = ia + ib
ieq = Ca dVa / dt + Cb dVb / dt
Veq = Va = Vb
ieq = Ca dVeq / dt + Cb dVeq / dt => (Ca + Cb) dVeq / dt
Τέλος, μπορούμε να πάρουμε την ακόλουθη εξίσωση
ieq = Ceq dVeq / dt, εδώ Ceq = Ca + Cb
Επομένως, όταν οι πυκνωτές «n» συνδυάζονται παράλληλα, η ίση χωρητικότητα της συνολικής σύνδεσης μπορεί να δοθεί μέσω της παρακάτω εξίσωσης που μοιάζει με την αντίστοιχη αντίσταση αντιστάσεων ενώ συνδέονται σε σειρά.
Ceq = C1 + C2 + C3 +… + Cn
Παράδειγμα
Όποτε οι πυκνωτές συνδέονται παράλληλα, υπολογίστε τη χωρητικότητα αυτών των πυκνωτών. Η παράλληλη σύνδεση των πυκνωτών φαίνεται παρακάτω. Εδώ οι πυκνωτές που συνδέονται παράλληλα είναι δύο.
Οι πυκνωτές στον παράλληλο τύπο είναι Ctotal = C1 + C2 + C3
Οι τιμές των δύο πυκνωτών είναι C1 = 10F, C2 = 15F, C3 = 20F
Ctotal = 10F + 15F + 20F = 45F
Η πτώση τάσης μεταξύ των πυκνωτών σε σειρά και παράλληλη θα αλλάξει με βάση τις μεμονωμένες τιμές χωρητικότητας των πυκνωτών.
Παραδείγματα
ο πυκνωτές σε σειρά και παράλληλα παραδείγματα συζητούνται παρακάτω.
Πυκνωτές σε Παραδείγματα Σειρών και Παράλληλων
Βρείτε την τιμή χωρητικότητας τριών πυκνωτών συνδεδεμένων στο ακόλουθο κύκλωμα με τις τιμές C1 = 5 uF, C2 = 5uF και C3 = 10uF
Οι τιμές των πυκνωτών είναι C1 = 5 uF, C2 = 5uF & C3 = 10uF
Το ακόλουθο κύκλωμα μπορεί να κατασκευαστεί με τρεις πυκνωτές, δηλαδή C1, C2 & C3
Όταν οι πυκνωτές C1 & C2 συνδέονται σε σειρά, τότε η χωρητικότητα μπορεί να υπολογιστεί ως
1 / C = 1 / C1 + 1 / C2
1 / C = 1/5 + 1/5
1 / C = 2/5 => 5/2 = 2.5uF
Όταν ο παραπάνω πυκνωτής «C» μπορεί να συνδεθεί παράλληλα με τον πυκνωτή «C3», τότε η χωρητικότητα μπορεί να υπολογιστεί ως
C (Σύνολο) = C + C3 = 2,5 + 10 = 12,5 microfarads
Επομένως, η τιμή χωρητικότητας μπορεί να υπολογιστεί ανάλογα με την ανάλυση της σειράς καθώς και τις παράλληλες συνδέσεις στο κύκλωμα. Μπορεί να παρατηρηθεί όταν η τιμή χωρητικότητας μειώνεται σε σύνδεση σειράς. Σε παράλληλη σύνδεση του πυκνωτή, η τιμή χωρητικότητας μπορεί να αυξηθεί. Ωστόσο, κατά τον υπολογισμό της αντίστασης, είναι αρκετά αντίστροφη.
Επομένως, αυτό είναι όλο μια επισκόπηση των πυκνωτών σε σειρά και παράλληλα με παραδείγματα. Από τις παραπάνω πληροφορίες, τέλος, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι με τη χρήση σειρών και παράλληλων συνδέσεων των πυκνωτών, μπορεί να υπολογιστεί η χωρητικότητα. Εδώ είναι μια ερώτηση για εσάς, ποια είναι η μονάδα ενός πυκνωτή;
