Condensatoare conectate în paralel. Conectarea mixtă a condensatoarelor: diagramă, motive pentru necesitatea utilizării

Circuitele și circuitele electrice folosesc diferite metode de conectare a condensatoarelor. Conexiunea condensatoarelor din băncile de condensatoare poate fi în serie, paralelă și serie-paralelă (mixtă).

Dacă condensatorii sunt conectați la baterie sub forma unui lanț și plăcile numai primul și ultimul condensator sunt conectate la punctele de includere în circuit, atunci o astfel de conexiune se numește consistent.

Când condensatoarele sunt conectate în serie, acestea sunt încărcate cu aceeași cantitate de electricitate, deși numai două plăci exterioare sunt încărcate de la sursa de curent, iar plăcile rămase sunt încărcate prin influența unui câmp electric. În acest caz, sarcina plăcii 2 va fi egală ca valoare, dar în semn opus sarcinii plăcii 1, sarcina plăcii 3 va fi egală cu sarcina plăcii 2, dar va fi și de polaritate opusă, etc.

Dar mai precis, tensiunile pe diferite elemente capacitive vor diferi, deoarece sunt întotdeauna necesare tensiuni diferite pentru a încărca aceeași cantitate de electricitate cu capacități nominale diferite. Cu cât capacitatea condensatorului este mai mică, cu atât este necesar nivelul de tensiune mai mare pentru a încărca componenta radio cu cantitatea necesară de electricitate și invers.

Astfel, la încărcarea unui grup de capacități conectate în serie, tensiunile pe condensatoarele mici vor fi mai mari, iar pe elementele de mare capacitate - mai mici.

Luați în considerare întregul grup de capacități conectate în serie, ca o capacitate echivalentă, între plăcile cărora există un nivel de tensiune egal cu suma tensiunilor de pe toate elementele grupului și a căror sarcină este egală cu sarcina de orice component din acest grup.

Dacă aruncați o privire mai atentă la cea mai mică capacitate nominală din grup, atunci ar trebui să aibă cel mai înalt nivel de tensiune. Dar, de fapt, nivelul tensiunii de pe acesta este doar o parte din valoarea tensiunii totale din grupul total. Tensiunea pe întregul grup este întotdeauna mai mare decât tensiunea pe condensator, care are cea mai mică valoare a capacității. Prin urmare, putem spune că capacitatea totală a unui grup de condensatoare conectate în serie este mai mică decât capacitatea celui mai mic condensator din grup.

Pentru a calcula capacitatea totală a grupului, în acest exemplu vom folosi următoarea formulă:

1 / C total = 1 / C 1 + 1 / C 2 + 1 / C 3

Pentru un caz special, cu două elemente conectate în serie, formula va lua forma:

C total = C 1 × C 2 / C 1 + C 2

Pentru un exemplu practic, să conectăm trei componente radio de 100μF / 100V în serie. Conform formulei de mai sus, împărțim unitatea la capacitate. Apoi rezumăm. Apoi împărțim unitatea la rezultatul rezultat.

Deci - (1: 100) + (1: 100) + (1: 100) = 0,01 + 0,01 + 0,01 = 0,03 și în final 1: 0,03 = 33 μF la 300 volți (toate tensiunile le însumăm între ele 100 + 100 + 100) = 300c). Ca rezultat, obținem o bancă de condensatoare cu o capacitate totală de 33 de microfarad la 300 de volți.

În cazul în care, la conectarea în serie, este necesară obținerea unui condensator nepolar de capacitate mare, puteți conecta două electrolitice. În acest caz, este recomandabil să alegeți condensatori de aceeași putere.

Pornim ambii condensatori în serie, conectându-și electrozii negativi unul la altul. Ca urmare, obținem o capacitate egală cu jumătate din fiecare dintre denominațiuni

Dacă un grup de elemente capacitive este inclus în circuit în așa fel încât plăcile tuturor componentelor circuitului să fie conectate la punctele de conectare directă, atunci o astfel de conexiune se numește conexiune paralelă a condensatoarelor.

La încărcarea unui grup de containere conectate în paralel, va exista aceeași tensiune între plăcile tuturor elementelor, deoarece toate sunt încărcate de la aceeași sursă de energie. Cantitatea totală de electricitate pe toate elementele va fi egală cu suma cantităților de electricitate plasate pe fiecare container separat, deoarece fiecare dintre ele este încărcat independent de încărcarea altor componente din acest circuit. Pe baza acestui fapt, întregul sistem poate fi considerat ca un condensator echivalent comun. Atunci capacitatea totală cu conexiunea paralelă a condensatoarelor este egală cu suma capacităților toate elementele conectate.

Să notăm capacitatea totală a celulelor conectate la baterie prin simbol Cu generalul, apoi puteți scrie formula:

C total = C 1 + C 2 + C 3

Să luăm în considerare această formulă folosind un exemplu viu. Să presupunem că avem nevoie urgent de un condensator de 100 de microfarad pentru a repara aparatele de uz casnic și avem doar 47 de microfarad la 50v. Dacă le conectați în paralel (minus la minus și plus la plus), atunci capacitatea totală a băncii de condensatoare rezultată va fi de aproximativ 94 microfarad la 50 de volți. Aceasta este o abatere perfect acceptabilă, astfel încât să puteți instala în siguranță acest ansamblu în echipamentul electronic.

Să consolidăm cunoștințele dobândite cu privire la conectarea în paralel a condensatoarelor în practica radioamator: să spunem, pentru a înlocui un condensator umflat pe placa de bază a unui computer personal, avem nevoie de o capacitate de 2000 de microfaradi, dar, din noroc, am făcut-o. nu o avem și nici nu vrem să alergăm pe piața radio. Aici ne vor veni în ajutor cunoașterea legii conexiunii în paralel a containerelor.

C total = C 1 + C 2 = 1000mkf + 1000mkf = 2000mkf

După cum puteți vedea, nu este nimic complicat, atunci când este conectat în paralel, aceeași tensiune acționează pe fiecare componentă radio capacitivă separată, iar condensatorul compozit este încărcat de două ori cu cantitatea de electricitate.

O conexiune serie-paralelă a condensatoarelor este un circuit sau circuit care conține secțiuni, atât cu conexiune în paralel, cât și cu o conexiune în serie a componentelor radio.

La calcularea capacității totale a unui astfel de circuit cu tip de conexiune serial-paralel această secțiune (ca și în cazul lui c) este împărțită în secțiuni elementare, formate din grupuri simple cu conexiune serială sau paralelă a containerelor. Mai mult, algoritmul de calcul ia forma:

1. Calculați capacitatea echivalentă a secțiunilor cu conexiune în serie a containerelor.
2. Dacă aceste secțiuni constau din condensatoare conectate în serie, atunci calculați mai întâi capacitatea lor.
3. După calcularea capacităților echivalente, circuitul este redesenat. De obicei, un circuit este obținut din condensatoare echivalente conectate în serie.
4. Calculați capacitatea totală a circuitului rezultat.

Mulți pasionați de electronice începători în procesul de asamblare a unui dispozitiv de casă au o întrebare: „Cum să conectați corect condensatorii?”

S-ar părea de ce este necesar acest lucru, deoarece dacă schema schematică indică faptul că un condensator de 47 microfarad trebuie instalat într-un anumit loc al circuitului, atunci îl luăm și îl punem. Dar, trebuie să recunoașteți că chiar și un inginer electronist pasionat s-ar putea să nu aibă un condensator cu ratingul necesar în atelier!

O situație similară poate apărea la repararea unui dispozitiv. De exemplu, aveți nevoie de un condensator electrolitic cu o capacitate de 1000 de microfarad și doar două sau trei la 470 de microfarad sunt la îndemână. Setați 470 de microfarad în loc de 1000? Nu, acest lucru nu este întotdeauna permis. Deci ce se poate face? Mergeți pe piața de radio pe câteva zeci de kilometri și cumpărați piesa care lipsește?

Cum să ieși din această situație? Puteți conecta mai mulți condensatori și, ca rezultat, obțineți capacitatea de care avem nevoie. În electronică, există două moduri de a conecta condensatori: paralelși consistent.

In realitate, arata cam asa:

Conexiune paralelă

Schema schematică a conexiunii în paralel

Conexiune serială

Schema schematică a conexiunii în serie

De asemenea, puteți combina conexiunea paralelă și serială. Dar, în practică, este puțin probabil să vă fie util.

Cum se calculează capacitatea totală a condensatoarelor conectate?

Câteva formule simple ne vor ajuta în acest sens. Nu ezita, dacă ești pasionat de electronică, atunci aceste formule simple te vor ajuta mai devreme sau mai târziu.

Capacitatea totală a condensatoarelor conectate în paralel:

C 1 - capacitatea primului;

C 2 - capacitatea celui de-al doilea;

C 3 - capacitatea celui de-al treilea;

C N - capacitate N al-lea condensator;

C total - capacitatea totală a condensatorului compozit.

După cum puteți vedea, atunci când sunt conectate în paralel, containerele trebuie doar să fie pliate!

Atenţie! Toate calculele trebuie făcute în aceleași unități. Dacă efectuăm calcule în microfarade, atunci trebuie să indicați capacitatea C 1, C 2în microfarade. De asemenea, obținem rezultatul în microfarade. Această regulă trebuie respectată, altfel greșelile nu pot fi evitate!

Pentru a evita o greșeală la conversia microfaradelor în picofarad și a nanofaradilor în microfarad, este necesar să se cunoască notația prescurtată a valorilor numerice. Tabelul vă va ajuta și în acest sens. Indică prefixele folosite pentru stenografie și multiplicatorii cu care puteți recalcula. Citiți mai multe despre asta.

Capacitatea a doi condensatoare conectate în serie poate fi calculată folosind o formulă diferită. Va fi puțin mai dificil:

Atenţie! Această formulă este valabilă doar pentru doi condensatori! Dacă sunt mai multe, atunci va fi necesară o formulă diferită. Este mai confuz și, de fapt, nu este întotdeauna util.

Sau la fel, dar mai de înțeles:

Dacă efectuați mai multe calcule, veți vedea că cu o conexiune în serie, capacitatea rezultată va fi întotdeauna mai mică decât cea mai mică inclusă în acest lanț. Ce înseamnă? Aceasta înseamnă că dacă conectați în serie condensatoare cu o capacitate de 5, 100 și 35 de picofaradi, atunci capacitatea totală va fi mai mică de 5.

În cazul în care sunt utilizați condensatori de aceeași capacitate pentru conectarea în serie, această formulă greoaie simplifică magic și ia forma:

Aici, în loc de o scrisoare M se pune numărul de condensatori și C 1- capacitatea acestuia.

De asemenea, merită să ne amintim o regulă simplă:

Când doi condensatori cu aceeași capacitate sunt conectați în serie, capacitatea rezultată va fi jumătate din capacitatea fiecăruia dintre ei.

Astfel, dacă conectați doi condensatori în serie, fiecare cu o capacitate de 10 nanofarads, atunci rezultatul va fi de 5 nanofarads.

Nu vom lăsa cuvintele să treacă în vânt, dar vom verifica condensatorul măsurând capacitatea, iar în practică vom confirma corectitudinea formulelor prezentate aici.

Să luăm doi condensatori de film. Unul pentru 15 nanofarads (0,015 microfarads), iar celălalt pentru 10 nanofarads (0,01 microfarads). Să le conectăm în serie. Acum să luăm un multimetru Victor VC9805 + și măsurați capacitatea totală a celor doi condensatori. Iată ce primim (vezi poza).

Capacitate de măsurare cu conexiune serială

Capacitatea condensatorului compozit a fost de 6 nanofarads (0,006 μF.)

Acum să facem același lucru, dar pentru o conexiune paralelă. Să verificăm rezultatul folosind același tester (vezi fotografia).

Măsurarea capacității în paralel

După cum puteți vedea, cu o conexiune în paralel, capacitatea celor doi condensatoare s-a dezvoltat și este de 25 nanofarads (0,025 microfarads).

Ce altceva trebuie să știți pentru a conecta corect condensatoarele?

În primul rând, nu uitați că mai există un parametru important, cum ar fi tensiunea nominală.

Când condensatoarele sunt conectate în serie, tensiunea dintre ele este distribuită invers proporțional cu capacitățile lor. Prin urmare, are sens, la conectarea în serie, să folosim condensatori cu o tensiune nominală egală cu cea a unui condensator, pe care îl înlocuim cu unul compozit.

Dacă se folosesc condensatoare cu aceeași capacitate, atunci tensiunea dintre ele este împărțită în mod egal.

Pentru condensatoare electrolitice.

Conectarea în serie a electroliților

Schema conexiunii seriale

De asemenea, nu uitați de tensiunea nominală. Când sunt conectați în paralel, fiecare dintre condensatorii implicați trebuie să aibă aceeași tensiune nominală ca și cum am pune un condensator în circuit. Adică, dacă trebuie să instalați un condensator cu o tensiune nominală de 35 de volți și o capacitate de, de exemplu, 200 de microfarazii în circuit, atunci în loc de acesta puteți conecta doi condensatori de 100 de microfaradi și 35 de volți în paralel. Dacă cel puțin unul dintre ele are o tensiune nominală mai mică (de exemplu, 25 de volți), atunci va eșua în curând.

Este de dorit ca condensatorii de același tip (film, ceramică, mică, metal-hârtie) să fie selectați pentru un condensator compozit. Cel mai bine va fi dacă sunt luate din același lot, deoarece în acest caz dispersarea parametrilor pentru ei va fi mică.

Desigur, este posibilă și o conexiune mixtă (combinată), dar în practică nu este folosită (nu am văzut). Calculul capacității cu o conexiune mixtă revine de obicei celor care rezolvă probleme de fizică sau trec examene :)

Cei care sunt serios interesați de electronică trebuie cu siguranță să știe să conecteze corect rezistențele și să calculeze rezistența totală a acestora!

Conectarea în serie a condensatoarelor este utilizată de obicei în două cazuri: pentru a obține un condensator cu o tensiune admisă mare sau pentru a obține un condensator cu capacitatea necesară.

Selectăm rezistența condensatorului

Când selectați capacitatea unui condensator, desigur, este mai ușor să utilizați o conexiune paralelă, deoarece capacitățile tuturor condensatoarelor sunt pur și simplu însumate. Dar dacă trebuie să obțineți o valoare a capacității mai mică decât cea a oricărui condensator disponibil, atunci o conexiune în serie ne va ajuta. În mod surprinzător, formula de calcul a capacităților condensatoarelor conectate în serie este foarte asemănătoare cu formula de calcul a rezistenței paralele a rezistențelor.
Cs = C1 * C2 / (C1 + C2). Da, o formulă incomodă, este mai ușor să folosești un calculator.

Condensator de înaltă tensiune

Dacă se dorește un condensator de înaltă tensiune, pot fi utilizați doi sau mai mulți condensatori de joasă tensiune. Cel mai bine este să combinați condensatori cu cele mai asemănătoare caracteristici. Deoarece, atunci când sunt conectați în serie, condensatorii sunt încărcați și descărcați cu același curent, din cauza diferenței de valori de capacitate, condensatoarele pot fi încărcate la diferite valori de tensiune și cu cât diferența de capacități este mai mare, cu atât dezechilibrul de tensiune este mai mare. .
O altă problemă cu această includere este răspândirea curenților de scurgere. Cu cât este mai mare curentul de scurgere al condensatorului, cu atât se va descărca mai repede, în timp ce condensatorul cu un curent de scurgere mai mic, tensiunea va crește și, în timp, tensiunea de pe primul condensator va deveni zero, iar pe al doilea - tensiune completă. Se dovedește că un singur condensator funcționează.
Pentru a echilibra tensiunea între condensatori, trebuie să conectați un rezistor în paralel la fiecare condensator din lanț. Rezistența rezistorului este calculată astfel încât un curent să circule prin rezistor de 10 ori mai mult decât diferența dintre curenții de scurgere ai condensatorilor conectați în serie.

Dintre cei doi condensatori polarizați, unul este nepolar

Există situații în care este necesar un condensator nepolar, dar sunt disponibile numai cele polare. Apoi puteți lua doi condensatori polari cu o capacitate de două ori mai mare decât ar trebui să rezulte condensatorul necesar și să le combinați în serie inversă, adică plus cu plus sau minus cu minus între ele. Și lipiți cei doi pini rămași în circuit.

Conexiunea în paralel a condensatoarelor este o baterie în care condensatoarele sunt sub aceeași tensiune, iar curentul total este egal cu suma algebrică totală a curenților elementelor indicate.

Puncte cheie

Când condensatorii sunt conectați în paralel, capacitățile lor se adună, permițându-vă să calculați rapid rezultatul. Tensiunea de funcționare a condensatoarelor este aceeași, dar sarcinile se adună. Aceasta rezultă din formula derivată de Volta în secolul al XVIII-lea:

C = q / U, apoi C1 + C2 +... = q1 + q2 +... / U.

Conexiunea paralelă a condensatoarelor se transformă într-un singur condensator de mare capacitate.

De ce să includeți condensatori în paralel

• La receptoarele radio, acordarea la frecvența undei se realizează prin comutarea băncilor de condensatoare, cu condiția ca circuitul rezonant să fie introdus în rezonanță.
• În filtrele surselor de alimentare puternice, trebuie să fie stocată multă energie în timpul unui ciclu de lucru. Nu este fezabil din punct de vedere economic să-l construiți pe inductori. Se folosește un set paralel de condensatoare electrolitice mari.
• Conectarea în paralel a condensatoarelor se găsește în circuitele de măsurare. Standardele ramifică o parte a curentului, valoarea este estimată prin valoarea - mărimea capacității condensatorului investigat.
• În paralel, sunt instalate periodic compensatoare de putere reactivă. Acestea sunt dispozitive care blochează ieșirea excesului de energie în rețeaua de alimentare. Acest lucru previne formarea interferențelor, supraîncărcarea generatoarelor, transformatoarelor și încălzirea excesivă a cablajului.

Puterea reactivă a rețelei

Când un motor cu inducție funcționează, există o diferență de fază între curent și tensiune. Acest lucru se datorează prezenței unei înfășurări care prezintă reactanță inductivă. Ca rezultat, o parte din putere este reflectată înapoi în circuit. Efectul poate fi eliminat dacă rezistența inductivă este compensată de una capacitivă. O altă modalitate - utilizarea motoarelor sincrone este eficientă la tensiuni de 6 - 10 kV.

Dacă este posibil, întreprinderea ar trebui să consume toată puterea reactivă produsă. Dar motoarele sincrone nu sunt întotdeauna potrivite pentru procesele tehnologice. Apoi au pus unități de condensatoare. Se așteaptă ca reactanța lor să fie egală cu inductanțele motoarelor. Desigur, în mod ideal, deoarece condițiile în producție sunt în continuă schimbare și este dificil să găsești o cale de mijloc.

Dacă utilizați o conexiune paralelă a condensatoarelor și comutați folosind un releu în mod corespunzător, problema este pur și simplu rezolvată. Întreprinderile individuale plătesc și pentru puterea reactivă reflectată. Dacă nu este utilizat, sunt prevăzute pierderi economice. Furnizorii de energie pot fi înțeleși: puterea reactivă înfundă linia de alimentare, încarcă transformatoare și atunci echipamentul nu este capabil să livreze întreaga sarcină. Dacă fiecare întreprindere începe să încarce canalul cu exces de curent, situația economică a inginerilor energetici se va zgudui imediat.

Releele de putere reactivă sunt foarte răspândite și vor ajuta la determinarea ce parte a condensatoarelor să includă în lucru. Un exemplu de program de calcul al costurilor este prezentat în figură. Există un punct optim, pe care nu este fezabil din punct de vedere economic să treci peste. Dar este permis să o faci din alte motive.

Schema de conectare a instalatiilor compensatoare

În rețelele trifazate, condensatoarele de compensare sunt instalate în tripleți conform a două scheme binecunoscute:

1. Stea.
2. Triunghi.

Puterea reactivă în aceste cazuri este calculată folosind formulele prezentate în figură. Prin omega grecească este indicată frecvența circulară a rețelei (2 x Pi x 50 Hz). Din rapoarte, reiese că circuitul pentru conectarea condensatoarelor cu un triunghi este mai profitabil: puterea a crescut de 3 ori. Explicație - steaua folosește tensiunea de fază, de 1,73 ori mai mică decât tensiunea de linie. Puterea reactivă compensată depinde de pătratul acestui parametru.

Din aceste motive, condensatoarele trifazate sunt întotdeauna realizate într-un triunghi, iar sub stea trebuie să solicitați o comandă individuală (trei condensatoare monofazate). Există un revers al monedei: pentru o tensiune de 1,05; 3,15; 6,3; 10,5 kV toți condensatorii sunt monofazați. Este permis să vă conectați după cum doriți. O stea, de exemplu, are o tensiune de funcționare mai mică, ceea ce înseamnă că fiecare condensator individual va ieși mai ieftin. Ambele scheme nu pot fi atribuite conexiunilor paralele, astfel de tripleți, totuși, sunt combinate în:

• grupuri;
• secțiuni;
• instalare.

Și în interiorul asociațiilor, condensatoarele monofazate pot fi conectate în serie și în paralel, iar condensatoarele trifazate - exclusiv în paralel. Se recomandă ca evaluările tuturor elementelor individuale să fie aceleași. Acest lucru simplifică calculul, egalizează sarcina în părțile circuitului electric. Sunt cunoscute instalațiile unde există o conexiune mixtă pentru fiecare fază. Se formează ramuri paralele.

Instalatiile se realizeaza in monofazat sau trifazat. În rețelele cu o tensiune de 380 V, se utilizează întotdeauna conectarea în paralel a condensatoarelor. O excepție este cazul utilizării echipamentelor cu o fază pentru 220 V (fază) și 380 V (liniar). Apoi o instalație individuală (sau un grup) este plasată sub dispozitiv, care compensează puterea reactivă. În rețelele de iluminat, condensatoarele sunt instalate în mare parte după comutare din motive evidente. În alte cazuri - în funcție de caracteristicile funcționării obiectului.

Pentru tensiuni de 3, 6 și 10 kV, condensatoarele monofazate sunt pornite cu o stea obișnuită sau dublă (vezi figura). Un terminal este împământat (neutru împământat). Din acest motiv, este permisă utilizarea condensatoarelor monofazate, inclusiv a celor cu un singur terminal izolat. În acest din urmă caz, trebuie să vă asigurați că conductorul neutru iese în corpul produsului.

Întrerupătorul principal este instalat într-o anumită secțiune a echipamentului protejat (teritorial) și controlează circuitul de compensare în general, activează sau elimină reactanța suplimentară. Dacă echipamentul de proces este inactiv într-un anumit sector, întrerupătorul principal va întrerupe circuitul de compensare. Unitățile de condensare stau de obicei împreună într-o cameră dedicată, conectate electric în paralel. In fata fiecaruia se afla un intrerupator pentru circuitul de reglare a releului pentru cresterea sau scaderea capacitatii totale a compensatoarelor.

În funcție de echipamentul utilizat de întreprindere, volumul de putere reactivă necesită ajutorul unităților condensatoare, adaptându-se flexibil la nevoile existente. În cele din urmă:

1. Secțiunile echipamentelor sunt conectate în paralel. Acest lucru este ușor de înțeles dacă vă imaginați aparatele de uz casnic alimentate de un singur prelungitor. Toate sunt conectate în paralel. Dar sunt instalate, de exemplu, în diferite magazine, sectoare etc. Există cazuri când o centrală mare (de exemplu, o centrală hidroelectrică) este împărțită în secțiuni relativ independente.
2. Instalațiile de condensatoare sunt conectate în paralel, dar, de regulă, într-un singur loc, astfel încât să fie posibilă ajustarea automată sau manuală a capacității totale prin comutarea întrerupătoarelor ușoare. Un condensator poate funcționa pentru a compensa puterea reactivă a oricăreia dintre secțiuni sau a ambelor simultan.

Caracteristici de protecție a condensatorului

Întrerupătoarele principale, de regulă, sunt utilizate în caz de accidente și reduc o întreagă secțiune a echipamentului simultan. Unitățile de condensare sunt asamblate pe secțiuni prin conexiune paralelă. Apoi întrerupătorul principal va opri imediat o astfel de „baterie”. Și celelalte secțiuni ale unităților de condensare vor rămâne în funcțiune. Este important să înțelegeți că echipamentele de protecție, precum echipamentele protejate, pot fi grupate prin diferite metode. În funcție de comoditate și fezabilitate economică.

Întrerupătoarele ușoare sunt utilizate, de regulă, în circuitele de control. Acestea sunt controlate printr-un releu și măresc sau micșorează capacitatea totală a unităților condensatoare. Vacuum sau SF6 este selectat ca comutator principal.

O caracteristică a circuitelor de peste 10 kV este considerată a fi utilizarea condensatoarelor monofazate, asamblate conform unei scheme stea sau triunghi, în fiecare ramură a cărora există un grup de capacități paralel-secvențial (vezi Fig.). În prezența produselor cu o tensiune mare de funcționare, este permis să se facă opusul, să se utilizeze o conexiune serie-paralel. Apoi tensiunile de funcționare ale condensatoarelor sunt selectate astfel încât numărul de grupuri conectate unul după altul să fie minim. Tensiunea pe fiecare dintre elemente crește în mod natural. Pentru trimitere: .

Dacă faceți totul conform programului descris, dacă vreun element al circuitului de compensare a puterii reactive se defectează, ceilalți vor continua să funcționeze într-un mod relativ econom. Desigur, parametrii circuitului trebuie monitorizați, iar personalul de operare, conform metodelor, verifică unitățile condensatoare pentru funcționalitate. Când proiectați, trebuie să luați în considerare o mică caracteristică:

Cu cât mai multe serii de grupuri de condensatoare în circuitul de compensare, cu atât este mai dificil pentru fiecare să asigure o distribuție uniformă a tensiunii. În special, sunt posibile supraîncărcări frecvente ale unui anumit segment.

În plus, conexiunile electrice complexe nu sunt ușor de verificat de către personalul de service. O schemă floridă se pretează prost la instalare, greșelile sunt frecvente. Conexiunea paralelă a unităților condensatoare în fiecare fază este considerată ideală. Apoi se monteaza usor, iar procedura de verificare se simplifica pe cat posibil.

Descărcarea condensatoarelor

Condensatorii conectați în paralel au o capacitate mare; atunci când nu mai funcționează, rămân încărcați. Puteți simți acest lucru atingând ștecherul unui burghiu vechi care tocmai a fost oprit. La modelele mai noi, filtrul este proiectat astfel încât circuitul să fie descărcat printr-un rezistor, iar acesta nu este cazul.

Pentru a reduce tensiunea, este permisă utilizarea inductoarelor conectate în paralel la condensatori. În acest caz, rezistența de împământare la curentul alternativ este foarte mare, iar pentru curent continuu este ușor să depășiți această secțiune. În timpul funcționării echipamentului, curentul este mic aici, pierderile sunt mici. După oprirea liniei de proces, sarcina este drenată treptat printr-un rezistor sau inductanță de înaltă rezistență. Desigur, nu este interzisă introducerea unui releu în circuitul de împământare care închide contactele numai după oprirea tuturor dispozitivelor. Designul este mai scump și necesită automatizare.

Procesul de descărcare a circuitului este important din punct de vedere al siguranței. Imaginați-vă: un condensator încărcat de la o priză stochează diferența de potențial pentru o lungă perioadă de timp și este un pericol pentru alții. În rețelele monofazate cu o tensiune de 220 V, descărcarea se realizează prin filtrele de intrare, cu condiția ca carcasa să fie legată corespunzător la pământ. Rezistența într-un circuit conectat în paralel cu condensatoarele este determinată de formula de mai jos.

Q reprezintă puterea reactivă a instalației în vars (VAR), iar Uph reprezintă tensiunea de fază. Este ușor de arătat că formula este dată din calculul timpului de descărcare: Q depinde liniar de capacitate, fiind transferat în partea stângă a formulei, va da constanta de timp RC. În trei astfel de perioade, bateria se descarcă cu 97%. Pe baza acestor condiții se pot găsi și parametrii inductanței. Mai bine, porniți un rezistor în serie cu acesta, așa cum se face adesea în circuitele reale.

În practică, sunt adesea folosite corpuri care au dimensiuni mici (și foarte mici), care pot acumula o sarcină mare, având în același timp un potențial mic. Astfel de obiecte se numesc condensatoare. Una dintre principalele caracteristici ale unui condensator este capacitatea acestuia. Având în rezervă un set de condensatoare cu parametri diferiți, este posibil să se extindă gama de valori de capacitate și gama de tensiuni de funcționare dacă sunt utilizate conexiunile acestora. Există trei tipuri de conexiuni de condensator: în serie, în paralel și mixt (paralel și în serie).

Conectarea în serie a condensatoarelor

O conexiune în serie a condensatoarelor este prezentată în Fig. 1

Aici (Fig. 1) placa pozitivă a unui condensator este conectată la placa negativă a următorului condensator. Cu această conexiune, plăcile condensatoarelor adiacente creează un singur conductor. Toți condensatorii conectați în serie pe plăci au sarcini egale. Capacitatea conexiunii în serie a condensatoarelor se calculează prin formula:

unde este capacitatea electrică a i-lea condensator.

Dacă capacitățile condensatoarelor atunci când sunt conectate în serie sunt egale, atunci capacitatea conexiunii lor în serie este:

unde N este numărul de condensatoare conectate în serie. În acest caz, tensiunea limită (U) pe care o va rezista o astfel de bancă de condensatoare va fi:

unde este tensiunea limită a fiecărui condensator de joncțiune. Când conectați condensatori în serie, trebuie să aveți grijă să vă asigurați că niciunul dintre condensatorii bateriei nu este expus la o tensiune care depășește tensiunea maximă de funcționare.

Conectarea în paralel a condensatoarelor

Conexiunea în paralel a N condensatoare este prezentată în Fig. 2.

Când condensatoarele sunt conectate în paralel, sunt conectate plăci care au sarcini de același semn (plus cu plus; minus cu minus). Ca rezultat al acestei conexiuni, o placă a fiecărui condensator are același potențial, de exemplu, și cealaltă. Diferențele de potențial de pe plăcile tuturor condensatoarelor atunci când sunt conectate în paralel sunt egale.

Când condensatoarele sunt conectate în paralel, capacitatea totală a conexiunii este calculată ca suma capacităților condensatoarelor individuale:

Când condensatoarele sunt conectate în paralel, tensiunea este egală cu cea mai mică valoare a tensiunii de funcționare a condensatorului din compoziția conexiunii luate în considerare.

Exemple de rezolvare a problemelor

EXEMPLUL 1

Exercițiu	Cele două condensatoare au fost conectate în serie. Capacitatea bateriei a fost F, în timp ce încărcarea acesteia a fost egală cu C. Care este capacitatea unuia dintre condensatori (), dacă capacitatea celui de-al doilea dintre ei este F? Care este diferența de potențial între plăcile fiecărui condensator?
Soluţie	La conectarea condensatoarelor în serie, știm că sarcinile de pe întreaga conexiune și de pe fiecare condensator separat sunt egale, adică: Capacitatea totală a conexiunii în serie a condensatorului se calculează folosind expresia: Din formula (2.2) rezultă că: Apoi diferența de potențial de pe plăcile primului condensator se găsește astfel: iar pe plăcile celui de-al doilea ca: Să calculăm parametrii necesari:
Răspuns	pF; V; B

EXEMPLUL 2