Головна » Наука та освіта » З'єднання конденсаторів. Типи, способи та особливості розрахунків

З'єднання конденсаторів. Типи, способи та особливості розрахунків



Найрізноманітніші сучасні побутові та промислові пристрої, що засновують свою роботу на споживанні електричної енергії, незалежно від належності їх до електроніки або електротехніці не можуть обійтися без використання у своїх конструкційних і принципових схемах в якості елементів ланцюга конденсатори. Конденсатор являє собою систему з пари (або більше) електродів. Найчастіше вони мають форму пластин, які в техніці отримали назву «обкладки». Технологічно обкладки поділяються діелектриком (речовиною, яка електричний струм не проводить). Його товщина незначна при порівнянні з розмірами самих обкладок конденсатора. Привабливість властивостей цієї системи полягає в здатності зберігати електричний заряд.

Починалася історія конденсаторів з міста Лейден. У далекому 1745 році в своїх дослідах фізики Евальд Юрген фон Клейст з Німеччини і Пітер ван Мушенбрук з Голландії отримали оригінальний пристрій, що отримало назву «лейденська банку». По суті, це стало появою першого в історії конденсатора.

Звичайно, лейденська банку істотно відрізнялася від нинішніх конденсаторів. Це була закупорена ємність, наповнена водою. Всередині і зовні її оклевалі фольгою. Крізь кришку банки всередину пропускався стрижень з металу. Незважаючи на свою непоказність, лейденська банку мала властивість конденсувати досить потужні заряди. Вперше досліди з конденсаторами дали можливість штучно отримати повноцінну електричну іскру.

Коливальні контури, фільтри, схеми узгодження трифазних пристроїв - це тільки короткий перелік сфери застосування конденсаторів. Сучасна електротехнічна промисловість освоїла випуск широкого спектру цих приладів. Звичайні та електролітичні, змінні і постійні в найбагатшому діапазоні номіналів вони знаходять застосування в різних сферах людської життєдіяльності. Незважаючи на це, найчастіше виникає потреба комбінування, і тут має величезне значення правильне з'єднання конденсаторів в батарею. Завдяки цьому можна добитися найбільш точного отримання необхідних показників ємності.

Щоб більш конкретно розглянути з'єднання конденсаторів, слід познайомитися з поняттям електроємності і одиницями для її вимірювання. Підручник фізики середньої школи дає визначення цієї величини як відношення величини заряду, накопиченого на обкладках конденсатора, до різниці потенціалів. Вимірюється електроємність в Фарада (Ф). Для системи СІ вона має фізичну розмірність як один кулон до одного вольт.

З'єднання конденсаторів може здійснюватися як за паралельною схемою, так і по послідовною. При паралельному способі підключення величини електроємних складаються. Послідовне з'єднання передбачає складання зворотних величин та їх ємностей. Також можливе змішане з'єднання конденсаторів. При цьому в ланцюзі присутній два види з'єднань одночасно.

З'єднання конденсаторів змішаного типу розраховують по найбільш зручною для кожного конкретного випадку схемою. Залежно від порядку включення приладів в електричний ланцюг, розрахунок проводять шляхом приведення загальної схеми або до паралельного, або до послідовного виду. Для цього вибирають ділянки паралельного з'єднання і приводять їх до одного значення. Потім вже розраховують значення електроємності за схемою послідовного з'єднання. Також можна проводити розрахунки і в зворотному порядку.

З'єднання конденсаторів в електричному ланцюзі вимагає вивчення деяких правил, особливо якщо передбачається використовувати їх спільно з котушками індуктивності, дроселями, трансформаторами. Якщо для електронних схем нехтування цими правилами може призвести лише до порушення функціонування пристрою, то помилка електротехніків може стати причиною серйозної аварії.