Připojení sériového kondenzátoru

Připojení kondenzátoru řady

- baterie tvořená řetězcem kondenzátorů.Neexistuje větev, výstup jednoho prvku je připojen ke vstupu dalšího.

Fyzické procesy se sériovým připojením

Sériovým zapojením kondenzátorů je náboj každého z nich ekvivalentní.Vzhledem k přirozenému principu rovnováhy. K zdroji jsou připojeny pouze extrémní desky, jiné jsou účtovány přerozdělením poplatků mezi nimi. Pomocí rovnosti nalezneme:

q = q1 = q2 = U1 C1 = U2 C2, ze kterého píšeme:

U1 / U2 = C2 / C1.

Napětí mezi kondenzátory jsou rozloženy nepřímo úměrné jmenovitým kapacitám. Stručně řečeno, oba tvoří síťové napětí.Při vybíjení je design schopen nabíjet náboj q bez ohledu na to, kolik kondenzátorů je připojeno v sérii. Kapacita baterie se nachází ve vzorci:

C = q / u = q /( U1 + U2), nahrazující výše uvedené výrazy, což vede ke společnému jmenovateli:

1 / С = 1 / C1 + 1 /

Výpočet celkové kapacity akumulátoru

Pokud jsou kondenzátory zapojeny do série, do baterie se připočte opačné jmenovité kapacity. Zmenšením posledního výrazu na společného jmenovatele, otáčením frakcí získáme:

С = C1C2 /( C1 + C2).

Výraz se používá k nalezení kapacity baterie. Pokud existuje více než dva kondenzátory, vzorec se stává složitějším. Chcete-li najít odpověď, násobí se hodnoty obličeje, vyčísluje čitatel zlomku. V jmenovateli dávají párové práce dvou denominací, procházejících kombinacemi. V praxi je někdy vhodnější vypočítat pomocí inverzních hodnot. Výsledkem je rozdělená jednotka. Kondenzátory

Vzorec je výrazně zjednodušen, pokud jsou jmenovité hodnoty baterie stejné.Je nutné pouze rozdělit číslo o celkový počet prvků, získání výsledné hodnoty. Napětí bude rovnoměrně rozloženo, takže stačí rozdělit napájení rovnoměrně na celkové číslo. Když je baterie napájena 12voltami, na každé z nich padnou 4 tanky, 3voltové.

Zjednodušíme pro případ, kdy jsou hodnoty stejné, zapíná se jeden kondenzátor pro úpravu výsledku. Maximální napětí každého prvku může být přibližně nalezeno dělením zdrojového napětí sníženým množstvím. Výsledkem bude známá marže. Pokud jde o variabilní kapacitu, požadavky jsou mnohem tvrdší.V ideálním případě překračuje provozní hodnota zdrojové napětí.

Potřeba sériového připojení

Na první pohled se myšlenka spojit kondenzátory s akumulátorem postupně nezdá být smysluplná.První výhoda je zřejmá: požadavky na maximální napětí desek klesají.Více pracovního napětí, dražší produkt. Stejně tak svět vidí i amatér, který vlastní řadu kondenzátorů s nízkým napětím, kteří chtějí používat železo jako součást vysokonapěťového obvodu.

Výpočet efektivního napětí pomocí prvku pomocí výše uvedených vzorců snadno řeší vzniklý problém. Uvažujme příklad pro větší jasnost:

Nechte nainstalovat baterii s napětím 12 voltů, tři nádrže s jmenovitými hodnotami 1, 2 a 4 nF.Najít napětí, když je baterie zapojena do série.

Řešení:

Chcete-li najít tři neznámé, vynaložte potíže, abyste získali stejné množství rovnice. Je známo z průběhu vyšší matematiky. Výsledek bude vypadat takto:

1. U1 + U2 + U3 = 12;
2. U1 / U2 = 2/1 = 2, ze kterého píšeme: U1 = 2U2;
3. U2 / U3 = 4/2 = 2, odkud je vidět: U2 = 2U

Není těžké si všimnout, nahradíme poslední dva výrazy pro první, vyjadřující napětí 12 voltů přes napětí třetího kondenzátoru. Ukázalo se následující:

4U3 + 2U3 + U3 = 12, odkud jsme zjistili, že napětí třetího kondenzátoru je 12/7 = 1.714 voltů, U2 - 3.43 voltů, U1 - 6.86 voltů.Součet čísel udává 12, každý menší než napětí baterie. A čím větší rozdíl, tím menší je označení sousedů.Z tohoto pravidla vyplývá, že v řadě vykazují nízké kondenzátory vyšší provozní napětí.Pro určitost nalezneme jmenovitou hodnotu baterie a současně ilustrujeme vzorec, protože výše je popsán čistě slovně:

C = C1C2C3 /( C1C2 + C2C3 + C1C3) = 8 /( 2 + 8 + 4) = 8/14 = 571 pF.

Výsledná jmenovitá hodnota je menší než každý kondenzátor tvořící sériové spojení.Pravidlo ukazuje: maximální vliv na celkovou kapacitu je menší.Pokud je tedy nutné upravit úplné hodnocení baterie, měl by existovat proměnný kondenzátor. V opačném případě nebude otáčení šroubu mít velký dopad na konečný výsledek.

Vidíme jiný podvodní kámen: po úpravě se změní rozložení napětí mezi kondenzátory. Vypočtejte extrémní případy, aby napětí nepřekročilo provozní hodnotu komponent baterií.

software pro zkoumání elektrických obvodů Kromě online kalkulaček pro výpočet sériového připojení kondenzátorů existují také výkonnější nástroje. Velké mínus veřejně dostupných nástrojů je způsobeno neochotou stránek kontrolovat programový kód, což znamená, že obsahují chyby. Je špatné, pokud selže jedna kontejner, porušený procesem testování nesprávně smontovaného obvodu. Ne jedinou nevýhodou. Někdy je schéma mnohem obtížnější pochopit komplex nemožné.

V některých zařízeních jsou vysokofrekvenční filtry využívající kondenzátor připojený v kaskádách. Poté se kromě obvodu prostřednictvím odporu k zemi vytvoří sériové spojení kondenzátorů na obvodu. Obvykle neplatí výše uvedený vzorec. Předpokládá se, že každá kaskáda filtru existuje samostatně, výsledek průchodu signálu je popsán amplitudově-frekvenční charakteristikou. Graf ukazující, jak silně bude spektrální složka signálu na výstupu vypnutá.

Ti, kteří chtějí provést přibližné výpočty, se doporučují, aby se seznámili s balíčkem softwaru Electronic Workbench osobního počítače. Konstrukce je vyrobena podle anglických norem a dbát na to, aby byla zohledněna nuance: označení odporů na elektrickém obvodu zlomeným cikcakem. Označení, názvy prvků budou vysvětleny cizím způsobem. Neinterferuje s používáním skořepiny, které poskytuje obsluze horu různých zdrojů energie.

A co je nejdůležitější - Elektronický Workbench vám umožní nastavit zkušební body na každé, v reálném čase, podívejte se na napětí, proud, spektrum, tvar vlny. Projekt by měl být doplněn ampermetrem, voltmetrem a dalšími podobnými zařízeními.

Pomocí tohoto softwarového balíku simulujete situaci a zjistíte, kolik napětí na baterie buňky klesá.Šetří z těžkopádných výpočtů a značně zrychluje proces navrhování obvodu. Současně jsou chyby vyloučeny. Stává se snadné a jednoduché přidávat, odstranit kondenzátory s okamžitým vyhodnocením výsledků.Pracovní příklad

Na obrazovce se zobrazuje pracovní plocha elektroniky Workbench 5.12 s namontovaným schématem zapojení kondenzátoru. Každý z nich s kapacitou 1 mikrofarad, jsou stejné prvky vzaty pro demonstrační účely. Aby každý mohl snadno ověřit správnost.

Nejprve upozorňujeme na zdroj. Napětí střídavého napětí 60 Hz. V zemi developera existuje jiný standard než ruský.Doporučuje se kliknout pravým tlačítkem na zdroj, navštívit vlastnosti, nastavit:

1. Frekvence( frekvence) je 50 Hz namísto 60 Hz.
2. Skutečná hodnota napětí( napětí) 220 voltů místo 120.
3. Phase( fáze - reaktivita imitace), aby se podle jejich potřeb.

Pro základní nátěry bude užitečné prozkoumat vlastnosti prvků řetězu. Zdroj může volně nastavit toleranci napětí( procentní toleranci) v procentech. Stačí, když přidáte jeden odpor 1 kΩ, obvod se stává vysoko propustným filtrem. Doporučuje se, aby akce nebyla zjednodušena. Vložte správný uzemňovací bod, ujistěte se: obvod je zcela triviální.V opačném případě vám výsledky pomohou dlouho myslet.

Filtr s vysokým průtokem zobrazený na obrazovce detekuje nárůst charakteristiky amplitudové frekvence v oblasti 1 kHz. Při hledání šířky pásma je třeba vzít v úvahu: vertikální stupnice je logaritmická.Řez v úrovni 70% maxima tedy neodpovídá sedmi desetinám výšky ploché části vrcholu. Avidoví fanoušci budou mít zájem o charakteristiku fázové odezvy, která se nachází v níže uvedeném okně.

Jeden a další grafy jsou vytvořeny z nabídky Analýza pod částí AC Frequency. A také tady. .. Fourier. K dispozici je spektrum výstupního signálu. V našem případě nebude nic zajímavého, protože jsme shromáždili nudný pasivní filtr, oscilace na vstupu je harmonická.Je mnohem zajímavější sledovat spektrum pulsního signálu.

Přechodová sekce zobrazuje odezvu na napájení přední části napájecího napětí.Graf skutečně zobrazuje proces nabíjení baterie, odkud se nachází časová konstanta na úrovni maxima 0,7.Nenápadnost je pochopitelná pro ty, kteří chtějí sestavit detektor amplitudy vyhlazovacího filtru. Jak lze vidět z grafu, je hodnota 250 μs. Parametr je určen z okna následujícím způsobem:

1. Předpokládá se, že pro tři časové konstanty obvodu je náboj kondenzátorů, výboj je přibližně 95%.
2. Je snadné si všimnout, že bod je v oblasti 800 μs.
3. Rozdělte hodnotu na tři, dostanete časovou konstantu baterie sériově připojených kondenzátorů.

Jiným způsobem je časová konstanta vypočtena součinem odporu a celkové kapacity akumulátoru. Pomocí výše uvedených vzorců vypočteme: C = 1 μF / 4 = 250 nF.Zůstává násobit hodnotu 1000 ohmů, dostanete 250 μs. Softwarový balík Electronics Workbench 5.12, se zručným používáním, uvolňuje spoustu volného času.

Získejte softwarový software pro výpočet elektrického výkonu

Na internetu existuje názor: Autor Electronic Workbench je dceřinou společností pro vývoj softwaru společnosti National Instruments Corporation. To není pravda. Z okna autorských práv uvedené aplikace můžete vidět, že vývoj byl proveden oddělením Interactive Image Technologies.

Výše ​​uvedená jednotka se stala nezávislou v roce 1995.Oddělení se zabývalo reklamními a výukovými materiály. Elektronický pracovní stůl je určen pro kanadské studenty. Poté se softwarový produkt rozšířil po celém světě, nějaký čas nazvaný Multisim.

Aktualizovaný softwarový produkt je prodáván oficiálními prodejci, seznam je prezentován oficiální stránkou společnosti National Instruments: engussia.ni.com/contact. V době studie měli šťastní lidé, kteří získali právo na nákup softwaru bez opuštění města, voláme obyvatele Moskvy v Petrohradě.Hodně štěstí, že se rozhodnete kontaktovat oficiální zástupce, do Multisimu byly přidány nové čipy:

1. Více než 36 000 prvků obvodu.
2. Schopnost navrhnout desky plošných spojů na základě sestavených obvodů.
3. Rozšířené možnosti analýzy místo namáhavosti zobrazené screenshoty, verze před 20 lety.