Serijos kondensatoriaus jungtys

serijos kondensatoriaus jungtis - akumuliatorius, kurį sudaro kondensatorių grandinė.Nėra šakos, vieno elemento išėjimas yra prijungtas prie kito įvesties.

Fiziniai procesai su nuosekliu prijungimu

Su nuosekliu kondensatorių prijungimu kiekvienos iš jų yra lygiavertis. Dėl natūralaus pusiausvyros principo. Prie šaltinio prijungiamos tik kraštutinės plokštės, kitos apmokestinamos perskirstant mokesčius tarp jų.Naudojant lygybę, randame:

q = q1 = q2 = U1 C1 = U2 C2, iš kurio rašome:

U1 / U2 = C2 / C1.

Įtampos tarp kondensatorių yra paskirstomos atvirkščiai proporcingos nominaliosioms talpoms. Apibendrinant, abu sudaro tinklo įtampą.Iškraunant, dizainas gali pristatyti mokestį q, nesvarbu, kiek kondensatorių yra prijungti nuosekliai. Akumuliatoriaus talpa nustatoma pagal formulę:

C = q / u = q /( U1 + U2), pakeičiant aukščiau pateiktas išraiškas, kurios lemia bendrą vardiklį:

1 / С = 1 / С1 + 1 / С2.

Bendrosios

akumuliatoriaus talpos apskaičiavimas Kai kondensatoriai yra prijungti nuosekliai, prie baterijos pridedama priešinga vardinė talpa. Paskutinės išraiškos sumažinimas į bendrą vardiklį, invertuojant frakcijas, gauname:

С = C1C2 /( C1 + C2).

Išraiška naudojama akumuliatoriaus talpos nustatymui. Jei yra daugiau nei du kondensatoriai, formulė tampa sudėtingesnė.Norėdami rasti atsakymą, veido vertės padauginamos, išeina frakcijos skaitiklis. Vardiklyje įdėjo dviejų denominacijų poriniai darbai, einant per derinius. Praktikoje kartais patogu apskaičiuoti atvirkštines vertes. Rezultatas yra padalintas vienetas.

Formulė yra labai supaprastinta, jei baterijos reitingai yra vienodi. Būtina tik padalinti skaičių pagal bendrą elementų skaičių, gaunant gautą vertę.Įtampos bus paskirstytos tolygiai, todėl pakanka vienodai paskirstyti maitinimo šaltinį į bendrą skaičių.Kai akumuliatorius maitinamas 12 voltų, 4 talpos, 3 voltai sumažės.

Mes atliksime vieną supaprastinimą tuo atveju, kai reitingai bus lygūs, vienas kondensatorius yra įjungtas, kad būtų galima sureguliuoti rezultatą.Tada kiekvieno elemento maksimali įtampa gali būti apytikriai nustatyta, dalijant šaltinio įtampą sumažintu kiekiu. Rezultatas bus gerbiamas. Dėl kintamo pajėgumo reikalavimai yra daug griežtesni. Geriausia, jei eksploatavimo vertė sutampa su šaltinio įtampa.

Serijos jungties poreikis

Iš pirmo žvilgsnio atrodo, kad prasmės kondensatorius su akumuliatoriumi jungti nuosekliai. Pirmasis privalumas yra akivaizdus: sumažėja plokščių maksimalios įtampos reikalavimai. Daugiau darbinės įtampos, brangesnis produktas. Panašiai pasaulį mato radijo mėgėjas, turintis daug žemos įtampos kondensatorių, norinčių naudoti geležį kaip aukštos įtampos grandinės dalį.

Apskaičiuojant efektyvią įtampą elementu, naudojant anksčiau pateiktas formules, galima lengvai išspręsti iškilusią problemą.Apsvarstykite didesnio aiškumo pavyzdį:

Leiskite 12 voltų įtampos akumuliatoriui įdėti tris talpyklas, kurių vardinė vertė yra 1, 2 ir 4 nF.Suraskite įtampą, kai akumuliatorius prijungtas nuosekliai.

Sprendimas:

Kad surastumėte tris nežinomus, darykite bėdą, kad lygiavertė suma būtų lygi. Jis žinomas iš aukštesnės matematikos kursų.Rezultatas bus toks:

1. U1 + U2 + U3 = 12;
2. U1 / U2 = 2/1 = 2, iš kurios rašome: U1 = 2U2;
3. U2 / U3 = 4/2 = 2, iš kur jis matomas: U2 = 2U

Ne sunku pastebėti, mes pakeisime paskutines dvi išraiškas pirmajam, išreiškiant 12 voltų per trečiosios kondensatoriaus įtampą.Pasirodo, kad:

4U3 + 2U3 + U3 = 12, iš kur randame, trečiojo kondensatoriaus įtampa yra 12/7 = 1,714 voltai, U2 - 3,43 voltai, U1 - 6,86 voltai. Skaičiavimų skaičius duoda 12, kiekvienas mažesnis už maitinimo baterijos įtampą.Kuo didesnis skirtumas, tuo mažesnis kaimynų nominalas. Iš šios taisyklės išplaukia, kad mažais kondensatoriais serijoje yra didesnė darbo įtampa. Tam, kad būtų aiškumas, mes nustatome akumuliatoriaus vardinę vertę ir tuo pačiu iliustruojame formulę, nes aukščiau aprašyta tik žodžiu:

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

Gautas vardinis dydis yra mažesnis nei kiekvienas kondensatorius, sudarantis serijos jungtį.Ši taisyklė rodo: maksimalus poveikis bendram pajėgumui yra mažesnis. Todėl, jei reikia koreguoti visą akumuliatoriaus įvertinimą, turėtų būti kintamas kondensatorius. Priešingu atveju, sukant varžtą, galutinis rezultatas neturės didelio poveikio.

Mes matome dar vieną spragą: po reguliavimo, pasikeis įtampos pasiskirstymas kondensatoriuose. Apskaičiuokite kraštutinius atvejus, kad įtampa neviršytų akumuliatoriaus komponentų veikimo vertės.

programinė įranga elektros grandinių tyrimams Be internetinių skaičiuoklių, skirtų skaičiuoti kondensatorių serijinį prijungimą, yra ir galingesnių įrankių.Didelis viešai prieinamų įrankių minusas susijęs su svetainių nenoromis patikrinti programos kodą, o tai reiškia, kad juose yra klaidų.Blogai, jei vienas konteineris nepavyksta, sugedęs dėl netinkamai surinktos grandinės bandymo. Ne vienintelis trūkumas. Kartais schema yra sunkiau suprasti kompleksą neįmanoma.

Kai kuriuose įrenginiuose yra aukšto dažnio filtrai, naudojant kondensatorių, sujungti kaskadomis. Tada, be grandinės per varžą į žemę, grandinėje yra sujungta serijinė kondensatorių jungtis. Paprastai netaikykite anksčiau pateiktos formulės. Manoma, kad kiekviena filtro kaskada egzistuoja atskirai, signalo perdavimo rezultatas aprašomas amplitudės dažnio charakteristikomis. Grafikas, rodantis, kaip stipriai signalo spektrinis komponentas bus išjungtas išėjime.

Tiems, kurie nori atlikti apytikslius skaičiavimus, patariama susipažinti su asmeninio kompiuterio „Electronics Workbench“ programinės įrangos paketu. Konstrukcija yra pagaminta pagal anglų kalbos standartus, atsižvelgiama į niuansus: elektrinės grandinės rezistorių žymėjimą skaldytų zigzago pagalba. Nominalai, elementų pavadinimai bus išdėstyti užsienio kalba. Netrukdo naudoti apvalkalą, kuris operatoriui suteikia įvairių rūšių energijos šaltinių kalną.

Ir svarbiausia - „Electronics Workbench“ leis jums nustatyti bandymo taškus kiekviename, realiu laiku, žiūrėti įtampą, srovę, spektrą, bangų formą.Ji turėtų papildyti projektą su ampereriu, voltmetru ir kitais panašiais įtaisais.

Naudodami šį programinės įrangos paketą, imituojate situaciją, matote, kiek įtampos nukrenta per baterijos elementą.Tai taupo nuo sudėtingų skaičiavimų, labai pagreitindamas grandinės projektavimo procesą.Tuo pat metu klaidos neįtraukiamos. Tai tampa lengva ir paprasta pridėti, pašalinti kondensatorius su tiesioginiu rezultatų vertinimu.

darbo pavyzdys Ekrane rodomas elektroninio darbo stalas 5.12 darbalaukyje su surinkta kondensatoriaus laidų schema. Kiekvienas, kurio talpa yra 1 mikrosaražas, naudojami tokie patys elementai demonstravimo tikslais. Kad kiekvienas galėtų lengvai patikrinti teisingumą.

Pirmiausia atkreipiame dėmesį į šaltinį.Kintamosios srovės įtampa - 60 Hz. Kūrėjo šalyje yra kitoks nei Rusijos standartas. Rekomenduojama dešiniuoju pelės klavišu spustelėti šaltinį, apsilankyti savybėse, nustatyti:

1. Dažnis( dažnis) yra 50 Hz, o ne 60 Hz.
2. Faktinė įtampa( įtampa) 220 voltų vietoj 120.
3. fazė( fazinė reaktyvumo imitacija), atsižvelgiant į jų poreikius.

Gruntams naudinga ieškoti grandinės elementų savybių.Šaltinis gali laisvai nustatyti įtampos toleranciją( procentais).Pakanka pridėti vieną 1 kΩ rezistorių, grandinė tampa aukšto pralaidumo filtru. Rekomenduojama ne supaprastinti veiksmų.Įdėkite teisingą įžeminimo žymę, įsitikinkite, kad: grandinė yra visiškai nereikšminga. Priešingu atveju rezultatai leis jums ilgai galvoti.

Ekrane parodyta aukšto leidimo filtras aptinka amplitudės dažnio charakteristikos padidėjimą 1 kHz srityje. Reikėtų atsižvelgti į dažnių juostos plotį: vertikali skalė yra logaritminė.Todėl pjovimas 70% didžiausiu lygiu neatitinka septynių dešimtadalių plokščiosios smailės dalies aukščio. Avid gerbėjai bus suinteresuoti fazės atsako charakteristika, esančia žemiau esančiame lange.

Viena ir kitos diagramos yra sudarytos iš analizės meniu, esantį kintamosios srovės dažnio sekcijoje. Ir taip pat čia. .. Furjė.Galima matyti išvesties signalo spektrą.Mūsų atveju nebus nieko įdomaus, nes surinko nuobodu pasyvųjį filtrą, o virpesiai įvestyje yra harmoningi. Daug įdomiau stebėti pulso signalo spektrą.

atsako diagrama Tranzentinė sekcija rodo atsaką į maitinimo įtampos priekinės dalies tiekimą.Grafikas iš tikrųjų rodo akumuliatoriaus įkrovimo procesą, iš kurio mes nustatome 0,7 didžiausio laiko konstantą.Subtilumai yra suprantami tiems, kurie nori surinkti išlyginamojo filtro amplitudės detektorių.Kaip matyti iš grafiko, vertė yra 250 μs. Parametras nustatomas iš lango taip:

1. Manoma, kad trijų grandinės laiko konstantų kondensatorių įkrova yra maždaug 95%.
2. Lengva pastebėti, kad taškas yra 800 μs.
3. Padalinkite vertę į tris, gausite serijiniu būdu prijungtų kondensatorių akumuliatoriaus laiko konstantą.

Kitaip, laiko konstanta apskaičiuojama pagal atsparumo ir viso akumuliatoriaus talpos produktą.Naudojant aukščiau pateiktas formules, apskaičiuojame: C = 1 μF / 4 = 250 nF.Lieka padauginti vertę 1000 omų, gausite 250 μs. Programinės įrangos paketas „Electronics Workbench 5.12“, sumaniai panaudojant, atlaisvina daug laisvo laiko.

Programinės įrangos elektros skaičiavimo programinė įranga

Internete pateikiama nuomonė: „Electronics Workbench“ autorius yra „National Instruments Corporation“ programinės įrangos kūrimo dukterinė įmonė.Tai nėra tiesa. Iš minėtos paraiškos autorių teisių langelio matote: kūrimą vykdo Interaktyvių vaizdo technologijų skyrius.

Minėtas padalinys tapo nepriklausomas 1995 metais. Departamentas daugiausia dėmesio skyrė reklamos ir mokymo medžiagoms. Elektronika „Workbench“ skirta Kanados studentams. Tada programinės įrangos produktas išplito visame pasaulyje, kurį laiką pavadino „Multisim“.

Atnaujintą programinės įrangos produktą parduoda oficialūs pardavėjai, sąrašą pateikia oficialus bendrovės „National Instruments“ tinklalapis: engussia.ni.com/contact. Tyrimo metu pasisekė tie, kurie gavo teisę pirkti programinę įrangą, nepalikdami miesto, vadiname Maskvos, Sankt Peterburgo gyventojus. Sėkmingai nusprendus kreiptis į oficialius atstovus, į „Multisim“ pridėta naujų žetonų:

1. Daugiau nei 36 000 grandinių elementų.
2. Gebėjimas suprojektuoti spausdintines plokštes pagal surinktas grandines.
3. Išplėstinės analizės parinktys, o ne 20 metų senumo versija, kurią parodė ekrano nuotraukos.