Seeria kondensaatori ühendus

seeria kondensaatori ühendus - kondensaatorite ahela moodustatud aku. Puudub haru, ühe elemendi väljund on ühendatud järgmise sisendiga.

Füüsilised protsessid seeriaühendusega

Kondensaatorite seeriaviisilise ühendusega on mõlema laeng samaväärne. Tasakaalu loomuliku põhimõtte tõttu. Allikaga on ühendatud ainult äärmuslikud plaadid, teised laetakse tasude ümberjaotamisel nende vahel. Kasutades võrdsust, leiame:

q = q1 = q2 = U1 C1 = U2 C2, millest me kirjutame:

U1 / U2 = C2 / C1.

Kondensaatorite vaheline pinge jaotub pöördvõrdeliselt nimivõimsusega. Kokkuvõttes moodustavad mõlemad võrgupinge. Tühjendamisel on konstruktsioon võimeline tagama tasu q olenemata sellest, kui palju kondensaatoreid seeriaga ühendatud on. Aku võimsust leitakse valemist:

C = q / u = q /( U1 + U2), asendades ülaltoodud väljendid, mille tulemuseks on ühine nimetaja:

1 / С = 1 / С1 + 1 / С2.

aku koguvõimsuse arvutamine Kui kondensaatorid on seeriaga ühendatud, lisatakse patareile nimivõimsuse vastupidine. Viimase väljenduse vähendamine ühisnimetajaks, pööramise fraktsioonid, saame:

С = C1C2 /( C1 + C2).

Väljendit kasutatakse aku mahutavuse leidmiseks. Kui on rohkem kui kaks kondensaatorit, muutub valem keerulisemaks. Vastuse leidmiseks korrutatakse nimiväärtused korraga, väljub fraktsiooni lugeja. Nimetajas pannakse kahe nimiväärtusega paarilised teosed, mis läbivad kombinatsioone. Praktikas on mõnikord mugavam arvutada pöördväärtuste abil. Tulemuseks on jagatud üksus.

Valem on oluliselt lihtsam, kui aku hinnangud on samad. Arvu on vaja jagada elementide koguarvuga, saades saadud väärtuse. Pinge jaotub ühtlaselt, seega piisab, kui jaotatakse toiteallikas võrdselt koguarvuks. Kui akut toidab 12 volti, siis 4 mahutit langeb mõlemale.

Teeme ühe lihtsustamise juhul, kui reitingud on võrdsed, tulemuse reguleerimiseks lülitatakse sisse üks kondensaator. Seejärel võib iga elemendi maksimaalse pinge tuvastada, jagades allika pinge vähendatud kogusega. Tulemuseks on kurikuulus varu. Muutuva võimsuse osas on nõuded palju karmimad. Ideaaljuhul kattub kasutusväärtus allika pingega.

Vajadus seeriaühenduse järele

Esmapilgul tundub, et kondensaatorite ühendamine akuga järjestikku on mõttetu. Esimene eelis on selge: nõuded plaatide maksimaalsele pingele langevad. Rohkem tööpinget, kallim toode. Samamoodi näeb maailma raadioamatöör, kes omab mitut madalpinge kondensaatorit, kes soovivad kasutada rauda kõrgepinge ahela osana.

Arvutades efektiivseid pingeid elemendi abil, kasutades ülaltoodud valemeid, võib tekkinud probleemi kergesti lahendada. Suurema selguse huvides vaadake näiteks järgmist:

Laske patareil, mille pinge on 12 volti, paigaldada kolm mahutit nimiväärtusega 1, 2 ja 4 nF.Leidke pinge, kui aku on seeriaga ühendatud.

Lahendus:

Kolme tundmatu leidmiseks võtke vaeva, et teha võrdne summa võrrandist. See on tuntud kõrgema matemaatika käigus. Tulemus näeb välja selline:

1. U1 + U2 + U3 = 12;
2. U1 / U2 = 2/1 = 2, millest me kirjutame: U1 = 2U2;
3. U2 / U3 = 4/2 = 2, kust see on näha: U2 = 2U

Ei ole raske märgata, asendame kaks esimest väljendit, väljendades 12 volti kolmanda kondensaatori pinge kaudu. Selgub järgmist:

4U3 + 2U3 + U3 = 12, kust leiame, on kolmanda kondensaatori pinge 12/7 = 1,714 volti, U2 - 3,43 volti, U1 - 6,86 volti. Numbrite summa annab 12, millest igaüks on väiksem kui toitepatarei pinge. Ja mida suurem on erinevus, seda väiksem on naabrite nimiväärtus. Sellest reeglist tuleneb, et madalate kondensaatorite tööpinge on seerias. Kindlaksmääramiseks leiame aku nimiväärtuse ja samal ajal illustreerime seda valemit, kuna ülaltoodud kirjeldatakse puhtalt verbaalselt:

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

Saadud nimiväärtus on väiksem kui iga kondensaator, mis moodustab seeriaühenduse. Reegel näitab: maksimaalne mõju koguvõimsusele on väiksem. Seega, kui on vaja aku täielikku väärtust kohandada, peaks olema muutuv kondensaator. Vastasel juhul ei mõjuta kruvi keeramine lõpptulemust.

Me näeme veel üht raskust: pärast reguleerimist muutub pinge jaotus kondensaatorite vahel. Arvutage äärmuslikud juhud nii, et pinge ei ületaks aku komponentide tööväärtust.

tarkvara elektriskeemide uurimiseks Lisaks online kalkulaatoritele kondensaatorite seeriaühenduse arvutamiseks on olemas ka võimsamad tööriistad. Avalikult kättesaadavate tööriistade suur miinus tuleneb saitide soovimatusest kontrollida programmi koodi, mis tähendab, et need sisaldavad vigu. See on halb, kui üks mahuti ebaõnnestub, katkeb valesti monteeritud vooluringi testimise protsess. Mitte ainus puudus. Mõnikord on kava keerulisem mõista keerulist.

Mõnedes instrumentides on kondensaatorit kasutavad kõrgsageduslikud filtrid, mis on ühendatud kaskaadides. Seejärel moodustatakse lisaks takisti maandusele läbivale ahelale kondensaatorite seeria ühendus. Tavaliselt ei rakenda ülaltoodud valemit. Arvatakse, et iga filtri kaskaad eksisteerib eraldi, signaali edastamise tulemust kirjeldatakse amplituudi sageduse karakteristikuga. Graafik, mis näitab, kui tugevalt signaali spektraalkomponent väljundist eemaldatakse.

Neile, kes soovivad teha ligikaudseid arvutusi, soovitatakse tutvuda personaalarvuti elektroonilise töölaua tarkvarapaketiga. Konstruktsioon on valmistatud vastavalt inglise standarditele, hoolitsen selle eest, et arvestataks nüansse: elektrikontuuri takisti määramine purustatud siksakiga. Nimiväärtused, elementide nimed selgitatakse välisviisil. Ei takista kesta kasutamist, mis annab operaatorile mitmesuguste energiaallikate mägi.

Ja mis kõige tähtsam - Electronics Workbench võimaldab teil seadistada igast reaalajas testimispunkte, vaadata pinge, voolu, spektrit, lainekuju. See peaks projekti täiendama ampermeetri, voltmeetriga ja muude sarnaste seadmetega.

Selle tarkvarapaketi abil simuleerite olukorda, vaadake, kui palju pinge langeb üle akuelemendi. See säästab keerulistest arvutustest, kiirendades märkimisväärselt vooluahela projekteerimisprotsessi. Samaaegselt on vead välja jäetud. See on lihtne ja lihtne lisada, eemaldada kondensaatorid kohe tulemuste hindamisega.

tööpõhimõte Ekraanil kuvatakse elektroonika töölauda 5.12 töölaual koos kondensaatori juhtmestikuga. Igaüks, mille võimsus on 1 mikrofarad, on samad elemendid näidatud. Et igaüks saaks õigsuse õigesti kontrollida.

Kõigepealt pöörame tähelepanu allikale. Vahelduvpinge 60 Hz. Arendaja riigis on erinev standard kui vene keeles. Soovitatav on paremallklõps allikale, külastada omadusi, määrata:

1. Sagedus( sagedus) on 60 Hz asemel 60 Hz.
2. Pinge( pinge) tegelik väärtus on 220 V asemel 120.
3. faas( faas-reaktiivsuse imitatsioon) vastavalt nende vajadustele.

Praimerite jaoks on kasulik vaadata läbi ahela elementide omadused. Allikal on vabadus määrata pinge tolerants( protsentides tolerantsist) protsentides. Piisab, kui lisada üks 1 kΩ takisti, ahel muutub kõrgsurvefiltriks. Soovitatav on mitte lihtsustada meetmeid. Pange õige maandusmärk, veenduge, et vooluring on täiesti tühine. Vastasel juhul saavad tulemused mõnevõrra pikalt mõelda.

Ekraanil kujutatud kõrg-läbilaskefilter tuvastab amplituud-sageduse karakteristiku tõusu 1 kHz piirkonnas. Ribalaiuse leidmisel tuleb arvestada: vertikaalne skaala on logaritmiline. Seetõttu ei vasta 70% maksimaalsest tasemest langetamine seitsme kümnendikuni piigi tasase osa kõrgusest. Avid'i fännid on huvitatud alljärgnevas aknas paiknevast faasivastuse karakteristikust.

Üks ja teised graafikud on koostatud vahelduvvoolu sageduse sektsiooni all olevast analüüsimenüüst. Ja ka siin. .. Fourier. Saadaval väljundsignaali spektri vaatamiseks. Meie puhul ei ole midagi huvitavat, sest me oleme kogunud igav passiivfiltri, sisendi võnkumine on harmooniline. Palju huvitavam on jälgida pulsisignaali spektrit.

vastusgraafik Transientne osa näitab toitepinge toiteallikale reageerimist. Graafik näitab tegelikult aku laadimise protsessi, kust leiame ajakonstandi tasemel 0,7.Nüansid on arusaadavad neile, kes tahavad koguda silumisfiltri amplituudidetektorit. Nagu graafikult näha, on väärtus 250 μs. Parameeter määratakse aknast järgmiselt:

1. Leitakse, et vooluahela kolme ajakonstantiga kondensaatorite laeng on umbes 95%.
2. On lihtne märkida, et punkt on 800 μs piirkonnas.
3. Jagage väärtus kolmeks, sa saad seeriaga ühendatud kondensaatorite aku ajakonstandi.

Teisel viisil arvutatakse ajakonstant vastavalt takistuse ja aku koguvõimsuse tulemusele.Ülaltoodud valemite abil arvutame: C = 1 μF / 4 = 250 nF.Väärtust korrutatakse 1000 ohmiga, sa saad 250 μs. Tarkvarapakett Electronics Workbench 5.12, oskusliku kasutusega, vabastab palju vaba aega.

Tarkvara elektrilise arvutamise tarkvara hankimine

Internetist on arvamus: Electronics Workbenchi autor on National Instruments Corporationi tarkvaraarenduse tütarettevõte. See ei ole tõsi. Nimetatud rakenduse autoriõiguse aknast näete: arendust teostab Interaktiivsete pilditehnoloogiate osakond.

Eespool nimetatud üksus iseseisvus 1995. aastal. Osakond keskendus reklaami- ja koolitusmaterjalidele. Electronics Workbench on mõeldud Kanada õpilastele. Siis levis tarkvara kogu maailmas, mõnda aega nimega Multisim.

Ajakohastatud tarkvaratoodet müüb ametlik edasimüüja, nimekirja esitab firma National Instruments ametlik veebileht: engussia.ni.com/contact. Uuringu ajal kutsusid õnnelikud, kellel on õigus osta tarkvara ilma linna lahkumata, Moskva, Peterburi elanikke.Õnn otsustades võtta ühendust ametlike esindajatega, on Multisimile lisatud uued kiibid:

1. Rohkem kui 36 000 ahela elementi.
2. Võime kujundada trükkplaate koostatud vooluahelate põhjal.
3. Täiustatud analüütilised valikud ekraanipiltide, 20-aastase versiooni poolt näidatud ebameeldivuse asemel.