Sambungan paralel kapasitor adalah baterai yang kapasitornya memiliki tegangan yang sama, dan arus totalnya sama dengan jumlah aljabar penuh arus elemen-elemen tertentu.

Poin utama

Ketika kapasitor dihubungkan secara paralel, kapasitansinya bertambah, sehingga Anda dapat menghitung hasilnya dengan cepat. Tegangan operasi kapasitor sama, dan muatannya dijumlahkan. Berikut rumus yang diturunkan oleh Volta pada abad ke-18:

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

Sambungan paralel kapasitor berubah menjadi satu kapasitor berkapasitas tinggi.

Mengapa menghubungkan kapasitor secara paralel?

• Pada penerima radio, penyesuaian frekuensi gelombang dilakukan dengan mengganti blok kapasitor, memastikan bahwa rangkaian resonansi dibawa ke resonansi.
• Dalam filter catu daya yang kuat, banyak energi yang harus disimpan selama siklus pengoperasian. Secara ekonomi tidak layak untuk membangunnya di atas induktor. Satu set paralel kapasitor elektrolitik besar digunakan.
• Koneksi paralel kapasitor ditemukan di sirkuit pengukuran. Standar tersebut membagi sebagian arus ke dirinya sendiri; nilainya diperkirakan berdasarkan nilai - ukuran kapasitansi kapasitor yang diteliti.
• Secara paralel, kompensator daya reaktif dipasang secara berkala. Ini adalah perangkat yang menghalangi keluarnya kelebihan energi ke jaringan catu daya. Hal ini mencegah gangguan, kelebihan beban pada generator, transformator, dan pemanasan kabel yang berlebihan.

Daya reaktif jaringan

Ketika motor asinkron beroperasi, terjadi perbedaan fasa antara arus dan tegangan. Hal ini diketahui karena adanya belitan yang menunjukkan reaktansi induktif. Akibatnya, sebagian daya dipantulkan kembali ke rangkaian. Efeknya dapat dihilangkan jika reaktansi induktif dikompensasikan dengan reaktansi kapasitif. Cara lainnya adalah dengan menggunakan motor sinkron yang efektif pada tegangan 6 - 10 kV.

Jika memungkinkan, perusahaan harus mengkonsumsi seluruh daya reaktif yang dihasilkannya. Namun motor sinkron tidak selalu cocok untuk kondisi proses teknologi. Kemudian mereka memasang unit kapasitor. Reaktansinya diharapkan sama dengan induktansi motor. Tentu idealnya karena kondisi produksi terus berubah dan sulit menemukan jalan tengah.

Jika Anda menggunakan koneksi paralel kapasitor dan beralih menggunakan relay dengan benar, masalahnya mudah diselesaikan. Masing-masing perusahaan juga membayar daya reaktif yang dipantulkan. Jika tidak dimanfaatkan, kerugian ekonomi diperkirakan akan terjadi. Pemasok energi dapat dipahami: daya reaktif menyumbat saluran listrik, memuat transformator, dan kemudian peralatan tidak mampu menyalurkan beban penuh. Jika setiap perusahaan mulai membebani saluran dengan arus berlebih, situasi ekonomi para insinyur listrik akan segera memburuk.

Relai daya reaktif banyak digunakan dan akan membantu menentukan bagian kapasitor mana yang akan dioperasikan. Contoh jadwal perhitungan biaya ditunjukkan pada gambar. Terdapat titik optimal, yang jika melampaui titik tersebut tidak layak secara ekonomi. Namun hal itu diperbolehkan karena alasan lain.

Diagram koneksi instalasi kompensasi

Dalam jaringan tiga fase, kapasitor kompensasi ditempatkan bertiga sesuai dengan dua skema terkenal:

1. Bintang.
2. Segi tiga.

Daya reaktif dalam kasus ini dihitung menggunakan rumus yang ditunjukkan pada gambar. Omega Yunani menunjukkan frekuensi melingkar jaringan (2 x Pi x 50 Hz). Dari hubungan tersebut ternyata rangkaian sambungan kapasitor berbentuk segitiga lebih menguntungkan: dayanya bertambah 3 kali lipat. Penjelasan - bintang menggunakan tegangan fasa 1,73 kali lebih kecil dari tegangan linier. Daya reaktif yang dikompensasi bergantung pada kuadrat parameter ini.

Oleh karena itu, kapasitor tiga fasa selalu dibuat dalam bentuk segitiga, dan untuk bintang, Anda perlu meminta pesanan individual (tiga kapasitor satu fasa). Ada sisi lain dari koin: tegangannya 1,05; 3.15; 6.3; 10,5 kV semua kapasitor adalah satu fasa. Dibolehkan untuk terhubung sesuka Anda. Sebuah bintang, misalnya, memiliki tegangan operasi yang lebih rendah, yang berarti bahwa setiap kapasitor secara individual akan lebih murah. Kedua rangkaian tidak dapat diklasifikasikan sebagai sambungan paralel; namun digabungkan menjadi:

• kelompok;
• bagian;
• instalasi.

Dan dalam asosiasi, kapasitor satu fasa dapat dihubungkan secara seri dan paralel, dan kapasitor tiga fasa dapat dihubungkan secara eksklusif secara paralel. Disarankan untuk memilih nilai yang sama untuk semua elemen individual. Ini menyederhanakan perhitungan dan menyamakan beban di seluruh bagian rangkaian listrik. Ada instalasi yang diketahui di mana terdapat koneksi campuran untuk setiap fase. Cabang paralel terbentuk.

Instalasi dilakukan satu fasa atau tiga fasa. Dalam jaringan dengan tegangan 380 V, sambungan paralel kapasitor selalu digunakan. Pengecualian adalah kasus penggunaan peralatan dengan satu fasa 220 V (fasa) dan 380 V (linier). Kemudian instalasi individu (atau grup) dipasang di bawah perangkat, mengkompensasi daya reaktif. Dalam jaringan penerangan, kapasitor sebagian besar ditempatkan setelah saklar karena alasan yang jelas. Dalam kasus lain - tergantung pada karakteristik fungsi objek.

Untuk tegangan 3, 6 dan 10 kV, kapasitor satu fasa dihubungkan dengan bintang biasa atau bintang ganda (lihat gambar). Satu terminal dibumikan (dibumikan secara solid netral). Oleh karena itu, penggunaan kapasitor satu fasa diperbolehkan, termasuk kapasitor dengan terminal berinsulasi tunggal. Dalam kasus terakhir, Anda perlu memastikan bahwa konduktor netral menuju ke badan produk.

Sakelar utama ditempatkan pada bagian tertentu dari peralatan yang dilindungi (secara geografis) dan mengontrol rangkaian kompensasi secara umum, mengaktifkan atau menghilangkan reaktansi tambahan. Jika peralatan proses menganggur di sektor tertentu, saklar utama akan memutus rangkaian kompensasi. Unit kapasitor biasanya ditempatkan bersama-sama dalam satu ruangan khusus, dihubungkan secara listrik secara paralel. Di depannya masing-masing terdapat saklar rangkaian kendali relai untuk menambah atau mengurangi kapasitas total kompensator.

Tergantung pada peralatan yang digunakan perusahaan, besarnya daya reaktif menentukan bantuan unit kapasitor yang fleksibel disesuaikan dengan kebutuhan yang ada. Sebagai akibat:

1. Bagian peralatan dihubungkan secara paralel. Hal ini mudah dipahami jika Anda membayangkan peralatan rumah tangga ditenagai oleh satu kabel ekstensi. Semua terhubung secara paralel. Tapi mereka dipasang, misalnya, di bengkel, sektor, dll yang berbeda. Ada kasus ketika satu pembangkit listrik besar (misalnya, generator pembangkit listrik tenaga air) dibagi menjadi beberapa bagian yang relatif independen.
2. Unit kapasitor dihubungkan secara paralel, tetapi, biasanya, di satu tempat, sehingga kapasitas total dapat disesuaikan secara otomatis atau manual dengan mudah dengan mengganti sakelar ringan. Satu kapasitor dapat bekerja untuk mengkompensasi daya reaktif salah satu bagian atau keduanya sekaligus.

Fitur perlindungan kapasitor

Sakelar utama biasanya digunakan dalam situasi darurat dan mematikan seluruh bagian peralatan sekaligus. Unit kapasitor dirakit menjadi beberapa bagian dengan koneksi paralel. Kemudian saklar utama akan langsung mematikan “baterai” tersebut. Dan bagian lain dari unit kapasitor akan tetap beroperasi. Penting untuk dipahami bahwa peralatan pelindung, seperti halnya peralatan yang dilindungi, dapat dikelompokkan menggunakan metode yang berbeda. Tergantung pada kenyamanan dan kelayakan ekonomi.

Sakelar ringan biasanya digunakan di sirkuit kontrol. Mereka dikendalikan melalui relai dan menambah atau mengurangi kapasitas total unit kapasitor. Vakum atau gas SF6 dipilih sebagai saklar utama.

Ciri rangkaian di atas 10 kV adalah penggunaan kapasitor satu fasa yang dirangkai menurut rangkaian bintang atau segitiga, di setiap cabangnya terdapat kelompok kapasitor seri paralel (lihat gambar). Jika Anda memiliki produk dengan tegangan operasi tinggi, diperbolehkan melakukan sebaliknya, menggunakan sambungan seri-paralel. Kemudian tegangan operasi kapasitor dipilih sehingga jumlah kelompok yang dihubungkan satu demi satu menjadi minimal. Tegangan pada setiap elemen meningkat secara alami. Untuk referensi: .

Jika Anda melakukan semuanya sesuai dengan prosedur yang dijelaskan, jika ada elemen dari rangkaian kompensasi daya reaktif yang gagal, elemen lainnya akan terus beroperasi dalam mode yang relatif lembut. Tentu saja, parameter rangkaian perlu dipantau, dan personel pengoperasian, sesuai dengan metodenya, memeriksa unit kapasitor untuk kemudahan servis. Saat mendesain, Anda perlu mempertimbangkan fitur kecil:

Semakin banyak kelompok kapasitor yang berurutan dalam rangkaian kompensasi, semakin sulit bagi masing-masing kapasitor untuk memastikan distribusi tegangan yang seragam. Secara khusus, kelebihan beban yang sering terjadi pada segmen tertentu mungkin terjadi.

Selain itu, sambungan listrik yang rumit tidak mudah diperiksa oleh petugas servis. Desain hiasannya sulit dipasang dan kesalahan sering terjadi. Koneksi paralel blok kapasitor untuk setiap fase dianggap ideal. Kemudian pemasangannya mudah, dan prosedur pengujiannya disederhanakan semaksimal mungkin.

Pelepasan kapasitor

Kapasitor yang dihubungkan secara paralel memiliki kapasitas yang besar; ketika operasi berhenti, muatan tetap ada pada kapasitor tersebut. Hal ini bisa Anda rasakan jika menyentuh steker bor bekas yang baru saja dimatikan. Pada model baru, filter dirancang sedemikian rupa sehingga rangkaian dialirkan melalui resistor, dan hal ini tidak diperhatikan.

Untuk menurunkan tegangan juga dapat digunakan induktor yang dihubungkan secara paralel dengan kapasitor. Dalam hal ini resistansi pentanahan terhadap arus bolak-balik sangat tinggi, namun untuk arus searah tidak sulit untuk mengatasi bagian ini. Selama pengoperasian peralatan, arusnya rendah dan kerugiannya kecil. Setelah jalur proses dihentikan, muatan secara bertahap dialirkan melalui resistor atau induktansi dengan resistansi tinggi. Tentu saja tidak dilarang memasang relay pada rangkaian grounding yang menutup kontak hanya setelah semua perangkat dimatikan. Desainnya lebih mahal dan memerlukan otomatisasi.

Proses pengosongan sirkuit penting dari sudut pandang keselamatan. Bayangkan: sebuah kapasitor yang diisi dari stopkontak mempertahankan beda potensial untuk waktu yang lama dan menimbulkan bahaya bagi orang lain. Dalam jaringan fase tunggal dengan tegangan 220 V, pelepasan dilakukan melalui filter input, asalkan rumahan tersebut dibumikan dengan benar. Hambatan dalam rangkaian yang dihubungkan secara paralel dengan kapasitor ditentukan oleh rumus di bawah ini.

Q berarti daya reaktif instalasi dalam vars (VAR), dan Uph adalah tegangan fasa. Mudah untuk menunjukkan bahwa rumus diberikan dari perhitungan waktu pengosongan: Q bergantung secara linier pada kapasitas, jika dipindahkan ke sisi kiri rumus, maka akan menghasilkan konstanta waktu RC. Selama tiga periode tersebut, daya baterai habis sebesar 97%. Berdasarkan kondisi yang ditentukan, parameter induktansi juga dapat ditemukan. Lebih baik lagi, sambungkan resistor secara seri, seperti yang sering dilakukan di rangkaian nyata.

Banyak penggemar elektronik pemula dalam proses merakit perangkat buatan sendiri memiliki pertanyaan: “Bagaimana cara menghubungkan kapasitor dengan benar?”

Tampaknya mengapa hal ini perlu, karena jika diagram rangkaian menunjukkan bahwa kapasitor 47 mikrofarad harus dipasang di tempat tertentu dalam rangkaian, maka kita ambil dan pasang. Namun, Anda harus mengakui bahwa di bengkel bahkan seorang insinyur elektronik yang rajin sekalipun mungkin tidak ada kapasitor dengan nilai yang diperlukan!

Situasi serupa mungkin timbul ketika memperbaiki perangkat apa pun. Misalnya, Anda memerlukan kapasitor elektrolitik dengan kapasitas 1000 mikrofarad, tetapi Anda hanya memiliki dua atau tiga kapasitor dengan kapasitas 470 mikrofarad. Tetapkan 470 mikrofarad, bukan 1000 yang disyaratkan? Tidak, hal ini tidak selalu dapat diterima. Jadi apa yang harus kita lakukan? Pergi ke pasar radio beberapa puluh kilometer jauhnya dan membeli bagian yang hilang?

Bagaimana cara keluar dari situasi ini? Anda dapat menghubungkan beberapa kapasitor dan sebagai hasilnya mendapatkan kapasitansi yang kita butuhkan. Dalam elektronika, ada dua cara untuk menghubungkan kapasitor: paralel Dan berurutan.

Kenyataannya terlihat seperti ini:

Koneksi paralel

Diagram skema koneksi paralel

Koneksi serial

Diagram skema koneksi serial

Dimungkinkan juga untuk menggabungkan koneksi paralel dan serial. Namun dalam praktiknya Anda mungkin tidak membutuhkan ini.

Bagaimana cara menghitung kapasitansi total kapasitor yang terhubung?

Beberapa rumus sederhana akan membantu kita dalam hal ini. Jangan ragu, jika Anda bekerja di bidang elektronik, rumus sederhana ini cepat atau lambat akan membantu Anda.

Total kapasitansi kapasitor yang terhubung paralel:

C 1 – kapasitas yang pertama;

C 2 – kapasitas kedua;

C 3 – kapasitas ketiga;

C N – kapasitas N kapasitor;

Ctot adalah kapasitas total kapasitor komposit.

Seperti yang Anda lihat, saat menghubungkan wadah secara paralel, Anda hanya perlu melipatnya!

Perhatian! Semua perhitungan harus dilakukan dalam satuan yang sama. Jika kita melakukan perhitungan dalam mikrofarad, maka kita perlu menunjukkan kapasitansinya C 1, dari 2 dalam mikrofarad. Hasilnya juga akan didapat dalam mikrofarad. Aturan ini harus dipatuhi, jika tidak, kesalahan tidak dapat dihindari!

Untuk menghindari kesalahan saat mengubah mikrofarad menjadi pikofarad, dan nanofarad menjadi mikrofarad, Anda perlu mengetahui notasi nilai numerik yang disingkat. Tabel juga akan membantu Anda dalam hal ini. Ini menunjukkan awalan yang digunakan untuk notasi pendek dan faktor-faktor yang dapat Anda gunakan untuk menghitung ulang. Baca lebih lanjut tentang ini.

Kapasitas dua kapasitor yang dihubungkan seri dapat dihitung dengan menggunakan rumus lain. Ini akan menjadi sedikit lebih rumit:

Perhatian! Rumus ini hanya berlaku untuk dua kapasitor! Jika lebih banyak maka diperlukan rumus yang berbeda. Hal ini lebih membingungkan, dan kenyataannya tidak selalu berguna.

Atau hal yang sama, tetapi lebih mudah dimengerti:

Jika Anda melakukan beberapa perhitungan, Anda akan melihat bahwa dengan sambungan seri, kapasitansi yang dihasilkan akan selalu lebih kecil dari kapasitansi terkecil yang termasuk dalam rangkaian ini. Apa artinya ini? Artinya jika kapasitor berkapasitas 5, 100, dan 35 pikofarad dihubungkan secara seri, maka kapasitansi totalnya akan kurang dari 5.

Jika kapasitor dengan kapasitas yang sama digunakan untuk sambungan seri, rumus rumit ini secara ajaib disederhanakan dan berbentuk:

Di sini, bukannya surat M mengatur jumlah kapasitor, dan C 1– kapasitasnya.

Perlu juga diingat aturan sederhana:

Jika dua buah kapasitor dengan kapasitansi yang sama dihubungkan secara seri, kapasitansi yang dihasilkan akan menjadi setengah kapasitansi masing-masing kapasitor.

Jadi, jika Anda menghubungkan dua kapasitor secara seri, masing-masing dengan kapasitansi 10 nanofarad, kapasitansi yang dihasilkan akan menjadi 5 nanofarad.

Jangan buang kata-kata, tapi mari kita periksa kapasitor dengan mengukur kapasitasnya, dan dalam praktiknya kita akan memastikan kebenaran rumus yang ditunjukkan di sini.

Mari kita ambil dua kapasitor film. Salah satunya adalah 15 nanofarad (0,015 µF), dan yang lainnya adalah 10 nanofarad (0,01 µF). Sekarang mari kita ambil multimeter Victor VC9805+ dan mengukur kapasitansi total kedua kapasitor. Inilah yang kami dapatkan (lihat foto).

Mengukur kapasitansi dalam koneksi seri

Kapasitas kapasitor komposit adalah 6 nanofarad (0,006 mikrofarad)

Sekarang mari kita lakukan hal yang sama, tetapi untuk koneksi paralel. Mari kita periksa hasilnya menggunakan tester yang sama (lihat foto).

Pengukuran kapasitansi dalam koneksi paralel

Seperti yang Anda lihat, ketika dihubungkan secara paralel, kapasitansi kedua kapasitor dijumlahkan dan berjumlah 25 nanofarad (0,025 μF).

Apa lagi yang perlu Anda ketahui untuk menyambungkan kapasitor dengan benar?

Pertama, jangan lupa bahwa ada parameter penting lainnya, yaitu tegangan pengenal.

Ketika kapasitor dihubungkan secara seri, tegangan antara kapasitor didistribusikan berbanding terbalik dengan kapasitansinya. Oleh karena itu, ketika dihubungkan secara seri, masuk akal untuk menggunakan kapasitor dengan tegangan pengenal yang sama dengan kapasitor, sebagai gantinya kita akan memasang kapasitor komposit.

Jika kapasitor dengan kapasitas yang sama digunakan, maka tegangan di antara keduanya akan dibagi rata.

Untuk kapasitor elektrolitik.

Sambungan seri elektrolit

Diagram koneksi serial

Juga, jangan lupakan tegangan pengenal. Dalam hubungan paralel, masing-masing kapasitor yang terlibat harus mempunyai tegangan pengenal yang sama seperti jika kita menempatkan satu kapasitor dalam rangkaian. Artinya, jika Anda perlu memasang kapasitor dengan tegangan pengenal 35 volt dan kapasitas, misalnya, 200 mikrofarad di sirkuit, maka sebagai gantinya Anda dapat menghubungkan dua kapasitor 100 mikrofarad dan 35 volt secara paralel. Jika setidaknya salah satu dari mereka memiliki tegangan pengenal yang lebih rendah (misalnya, 25 volt), maka akan segera rusak.

Sebaiknya untuk kapasitor komposit, dipilih kapasitor dengan jenis yang sama (film, keramik, mika, kertas logam). Akan lebih baik jika diambil dari batch yang sama, karena dalam hal ini penyebaran parameternya akan kecil.

Tentu saja, koneksi campuran (gabungan) juga dimungkinkan, tetapi dalam praktiknya tidak digunakan (saya belum melihatnya). Menghitung kapasitansi untuk koneksi campuran biasanya dilakukan oleh mereka yang memecahkan masalah fisika atau lulus ujian :)

Mereka yang benar-benar tertarik dengan elektronik pasti perlu mengetahui cara menyambungkan resistor dengan benar dan menghitung hambatan totalnya!

Dapat dihubungkan satu sama lain dengan berbagai cara. Dalam semua kasus, adalah mungkin untuk menemukan kapasitansi dari beberapa kapasitor setara, yang dapat menggantikan serangkaian kapasitor yang saling berhubungan.

Untuk kapasitor ekivalen, kondisi berikut terpenuhi: jika tegangan yang disuplai ke pelat-pelat kapasitor ekivalen sama dengan tegangan yang disuplai ke terminal luar sekelompok kapasitor, maka kapasitor ekivalen tersebut akan mengumpulkan muatan yang sama dengan kelompoknya. kapasitor.

Koneksi paralel kapasitor

Pada Gambar. Gambar 1 menunjukkan hubungan paralel beberapa kapasitor. Dalam hal ini, tegangan yang disuplai ke masing-masing kapasitor adalah sama: U1 = U2 = U3 = U. Muatan pada pelat masing-masing kapasitor: Q1 = C1U, Q 2 = C 2U, Q 3 = C 3U, dan muatan yang diterima dari sumber Q = Q1 + Q2 + Q3.

Beras. 1. Diagram koneksi paralel kapasitor

Total kapasitansi kapasitor setara:

C = Q / U = (Q1 + Q2 + Q3) / U = C1 + C2 + C3,

yaitu, ketika kapasitor dihubungkan secara paralel, kapasitansi total sama dengan jumlah kapasitansi masing-masing kapasitor.

Beras. 2. Metode penyambungan kapasitor

Sambungan seri kapasitor

Ketika kapasitor dihubungkan secara seri (Gbr. 3), muatan listrik pada pelat masing-masing kapasitor memiliki besar yang sama: Q1 = Q2 = Q3 = Q

Memang, dari sumber listrik, muatan disuplai hanya ke pelat luar rangkaian kapasitor, dan pada pelat dalam yang saling berhubungan dari kapasitor yang berdekatan, hanya terjadi perpindahan muatan dengan besaran yang sama dari satu pelat ke pelat lainnya (induksi elektrostatis adalah diamati), oleh karena itu muncul muatan listrik yang jumlahnya sama dan berlawanan.

Beras. 3. Diagram sambungan seri kapasitor

Tegangan antara pelat masing-masing kapasitor bila dihubungkan secara seri bergantung pada kapasitansi masing-masing kapasitor: U1 = Q/C1, U1 = Q/C 2, U1 = Q/C 3, dan tegangan total U = U1 + U2 + U3

Kapasitansi total suatu kapasitor ekuivalen (ekuivalen) adalah C = Q / U = Q / (U1 + U2 + U3), yaitu bila kapasitor dihubungkan secara seri, kebalikan dari kapasitansi total sama dengan jumlah dari kebalikannya. dari kapasitansi masing-masing kapasitor.

Rumus kapasitansi ekuivalen serupa dengan rumus konduktivitas ekuivalen.

Contoh 1. Tiga buah kapasitor yang kapasitansinya C1 = 20 μF, C2 = 25 μF dan C3 = 30 μF, dihubungkan secara seri;

Kapasitansi total ditentukan dari ekspresi 1/C = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3 = 1/20 + 1/25 + 1/30 = 37/300, yang mana C = 8,11 μF.

Contoh 2. 100 kapasitor dengan kapasitas masing-masing 2 μF dihubungkan secara paralel. Tentukan kapasitas totalnya. Total kapasitansi C = 100 Sc = 200 mikrofarad.

Sambungan seri mengacu pada kasus di mana dua atau lebih elemen berbentuk rantai, dengan masing-masing elemen terhubung satu sama lain hanya pada satu titik. Mengapa kapasitor ditempatkan seperti ini? Bagaimana cara melakukan ini dengan benar? Apa yang perlu Anda ketahui? Fitur apa yang dimiliki koneksi seri kapasitor dalam praktiknya? Apa rumus hasilnya?

Apa yang perlu Anda ketahui untuk koneksi yang benar?

Sayangnya, tidak semua hal di sini mudah dilakukan seperti yang terlihat. Banyak pemula yang berpikir bahwa jika gambar skema menyatakan bahwa diperlukan elemen 49 mikrofarad, maka cukup dengan mengambilnya dan memasangnya (atau menggantinya dengan yang setara). Tetapi sulit untuk memilih parameter yang diperlukan bahkan di bengkel profesional. Dan apa yang harus dilakukan jika Anda tidak memiliki elemen yang diperlukan? Katakanlah ada situasi seperti ini: Anda memerlukan kapasitor 100 mikrofarad, tetapi ada beberapa kapasitor 47 mikrofarad. Tidak selalu mungkin untuk memasangnya. Pergi ke pasar radio untuk satu kapasitor? Belum tentu. Cukup menghubungkan beberapa elemen. Ada dua metode utama: koneksi kapasitor seri dan paralel. Itu hal pertama yang akan kita bicarakan. Namun jika kita berbicara tentang sambungan seri kumparan dan kapasitor, maka tidak ada masalah khusus.

Mengapa mereka melakukan ini?

Ketika manipulasi seperti itu dilakukan dengannya, muatan listrik pada pelat masing-masing elemen akan sama: KE = K 1 = K 2 = K 3. KE - kapasitansi akhir, K - nilai transmisi kapasitor. Mengapa demikian? Ketika muatan disuplai dari sumber listrik ke pelat luar, suatu nilai dapat ditransfer ke pelat dalam, yaitu nilai elemen dengan parameter terkecil. Artinya, jika Anda mengambil kapasitor 3 µF, lalu dihubungkan dengan 1 µF, maka hasil akhirnya adalah 1 µF. Tentu saja, pada yang pertama Anda dapat mengamati nilai 3 µF. Tetapi elemen kedua tidak akan mampu melewati begitu banyak, dan itu akan memotong segala sesuatu yang lebih besar dari nilai yang diperlukan, meninggalkan kapasitansi yang besar pada kapasitor aslinya. Mari kita lihat apa yang perlu dihitung saat menghubungkan kapasitor secara seri. Rumus:

• OE - total kapasitas;
• N - tegangan;
• KE - kapasitas akhir.

Apa lagi yang perlu Anda ketahui untuk menyambungkan kapasitor dengan benar?

Pertama-tama, jangan lupa bahwa selain kapasitas, mereka juga memiliki tegangan pengenal. Mengapa? Ketika sambungan seri dibuat, tegangan didistribusikan berbanding terbalik dengan kapasitansinya. Oleh karena itu, masuk akal untuk menggunakan pendekatan ini hanya jika kapasitor mana pun dapat menyediakan parameter operasi minimum yang diperlukan. Jika elemen yang digunakan memiliki kapasitansi yang sama, maka tegangan di antara elemen-elemen tersebut akan dibagi rata. Juga peringatan mengenai kapasitor elektrolitik: Saat bekerja dengannya, selalu pantau polaritasnya dengan cermat. Sebab jika faktor ini diabaikan, penyambungan kapasitor secara seri dapat memberikan sejumlah dampak yang tidak diinginkan. Dan ada baiknya jika semuanya dibatasi hanya pada penguraian elemen-elemen tersebut. Ingatlah bahwa kapasitor menyimpan arus, dan jika terjadi kesalahan, tergantung pada rangkaiannya, dapat terjadi preseden yang akan mengakibatkan kegagalan komponen lain dalam rangkaian.

Sambungan seri saat ini

Karena hanya mempunyai satu kemungkinan jalur aliran, maka akan mempunyai nilai yang sama untuk semua kapasitor. Dalam hal ini, jumlah akumulasi biaya memiliki nilai yang sama di semua tempat. Itu tidak tergantung pada kapasitasnya. Lihatlah diagram sambungan seri kapasitor. Sisi kanan yang pertama disambungkan ke kiri yang kedua, dan seterusnya. Jika lebih dari 1 elemen digunakan, maka beberapa di antaranya akan diisolasi dari rangkaian umum. Dengan demikian, luas efektif pelat menjadi lebih kecil dan sama dengan parameter kapasitor terkecil. Fenomena fisik apa yang mendasari proses ini? Faktanya adalah segera setelah kapasitor diisi dengan muatan listrik, arusnya berhenti mengalir. Dan kemudian itu tidak bisa mengalir ke seluruh rantai. Dalam hal ini, kapasitor yang tersisa juga tidak akan dapat diisi.

Penurunan tegangan dan kapasitansi total

Setiap elemen sedikit menghilangkan ketegangan. Mengingat kapasitasnya berbanding terbalik, maka semakin kecil maka dropnya akan semakin besar. Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, kapasitor yang dihubungkan secara seri memiliki muatan listrik yang sama. Oleh karena itu, dengan membagi semua ekspresi dengan nilai total, Anda bisa mendapatkan persamaan yang menunjukkan kapasitas keseluruhan. Di sinilah hubungan kapasitor seri dan paralel sangat berbeda.

Contoh #1

Mari gunakan rumus yang disajikan dalam artikel dan hitung beberapa soal praktis. Jadi kita punya tiga kapasitor. Kapasitansinya adalah: C1 = 25 µF, C2 = 30 µF dan C3 = 20 µF. Mereka terhubung secara seri. Penting untuk mengetahui kapasitas totalnya. Kami menggunakan persamaan yang sesuai 1/C: 1/C1 + 1/C2 + 1/C3 = 1/25 + 1/30 + 1/20 = 37/300. Kami mengkonversi ke mikrofarad, dan total kapasitansi kapasitor bila dihubungkan secara seri (dan grup dalam hal ini dianggap sebagai satu elemen) adalah sekitar 8,11 μF.

Contoh No.2

Mari selesaikan satu masalah lagi untuk mengkonsolidasikan pekerjaan kita. Ada 100 kapasitor. Kapasitas setiap elemen adalah 2 μF. Penting untuk menentukan kapasitas totalnya. Anda perlu mengalikan jumlahnya dengan karakteristik: 100*2=200 µF. Jadi, total kapasitansi kapasitor bila dihubungkan secara seri adalah 200 mikrofarad. Seperti yang Anda lihat, tidak ada yang rumit.

Kesimpulan

Jadi, kami telah mempelajari aspek teoretis, menganalisis rumus dan fitur sambungan kapasitor yang benar (seri), dan bahkan memecahkan beberapa masalah. Saya ingin mengingatkan pembaca untuk tidak melupakan pengaruh tegangan pengenal. Diinginkan juga untuk memilih elemen dari jenis yang sama (mika, keramik, kertas logam, film). Kemudian sambungan seri kapasitor dapat memberi kita efek menguntungkan terbesar.

Untuk mendapatkan rentang kapasitansi yang lebih besar, kapasitor sering dihubungkan satu sama lain untuk membentuk apa yang disebut bank kapasitor. Sambungannya bisa paralel, serial atau gabungan (campuran). Pertimbangkan kasus dengan dua kapasitor.

Sambungan seri kapasitor ditunjukkan pada Gambar. 1

Di sini (Gbr. 1) pelat salah satu kapasitor, yang bermuatan negatif, dihubungkan ke pelat positif kapasitor berikutnya. Ketika dihubungkan secara seri, pelat tengah kapasitor dialiri arus listrik melalui pengaruh, oleh karena itu, muatannya sama besarnya dan berlawanan tandanya. Muatan pada kapasitor ini sama. Dengan hubungan ini, perbedaan potensial bertambah:

Dalam hal ini kita memiliki:

Kami menemukan bahwa ketika kapasitor dihubungkan secara seri, kapasitansi sambungan ditemukan sebagai:

Menggeneralisasi rumus (3) untuk N kapasitor, kita memperoleh:

dimana adalah kapasitansi listrik kapasitor ke-i.

Sambungan seri kapasitor digunakan bila, untuk menghindari kerusakan kapasitor, perlu untuk mendistribusikan beda potensial antara beberapa kapasitor.

Sambungan seri kapasitor ditunjukkan pada Gambar. 2

Bila dihubungkan secara paralel, beda potensial antara pelat-pelat kapasitor adalah sama. Muatan total sistem sama dengan jumlah muatan pada masing-masing kapasitor:

Dari persamaan di atas kita peroleh:

Untuk baterai dengan N kapasitor yang dihubungkan secara paralel kita mempunyai:

Sambungan paralel kapasitor digunakan bila diperlukan untuk meningkatkan kapasitansi kapasitor.

Contoh pemecahan masalah

CONTOH 1

CONTOH 2