Виды конденсаторов. Расчет конденсаторов. Соединение конденсаторов

Виды конденсаторов

1. По конструкции

Конденсаторы, емкость которых изменять нельзя, называются конденсаторами постоянной емкости и обозначаются на схемах

                                                     С

 

Конденсаторы, емкость которых можно менять, называются конденсаторами переменной емкости и обозначаются на схемах

                                                       С

 

В радиотехнике применяют электролитические конденсаторы (жидкостные и сухие). Жидкостные – это электролит на основе раствора борной кислоты с некоторыми примесями. Сухие – это бумага или марлевая лента, пропитанная вязким электролитом. Обозначение на схемах

                                                      + С

 

2. По материалу диэлектрика конденсаторы бывают керамические, слюдяные, бумажные, воздушные, электролитические.

 

Для сведения

- при расчете конденсаторов использовать преобразование:

                                           1см² = 1 · 10 ^–4 м².

Расчет конденсаторов

 

1. К пластинам плоского конденсатора приложено напряжение U=3 кВ. Найти напряженность электрического поля Е, если расстояние между пластинами конденсатора d = 7, 5 мм.

 В/м = 400 кВ/м

2. Определить емкость плоского конденсатора, если площадь каждой пластины S = 50 см², расстояние между пластинами d = 5 мм и относительная диэлектрическая проницаемость диэлектрика (стекла) ε = 5.

 

,

 

или

С = 442·10^-13·10⁶ = 442·10^-7 = 0, 44·10^-4 мкФ

 

 

3. Заряд на обкладках конденсатора 0, 13·10^-4 Кл, емкость конденсатора 0, 05мкФ. Определить напряжение на выводах конденсатора.

 

 

 

4. Определить заряд на обкладках конденсатора емкостью 2 мкФ, присоединенного к сети с постоянным напряжением 240 В.

,   

5. Конденсатор присоединен к сети постоянного тока с напряжением 1000 В. При этом на обкладках конденсатора накопились заряды 0, 25·10^-3 Кл. Определить емкость конденсатора.

 

,   

6. Определить площадь каждой из обкладок плоского конденсатора со слюдяной изоляцией (ε = 5), имеющего емкость 0, 04 мкФ и расстояние между обкладками 0, 25 мм.

 

СОЕДИНЕНИЕ КОНДЕНСАТОРОВ

 

1. Параллельное соединение конденсаторов это такое соединение, при котором начала конденсаторов соединяются в одну общую точку, а концы – в другую (рис. 7).

 

При параллельном соединении конденсаторов напряжение между пластинами каждого конденсатора одно и то же. Поэтому можно написать

 

U = U₁ = U₂ = U₃.

 

 

Заряд каждого конденсатора:

 

q₁ = C₁U₁; q₂ = C₂U₂; q₃ = C₃U₃

 

Общий заряд батареи конденсаторов:

q = q₁ +q₂ +q₃;

или

q = C₁U + CU₂ + C₃U₃ = U(C₁ + C₂ + C₃).

 

Обозначая емкость батареи конденсаторов через С_Э , получаем

q = C_ЭU,

тогда                                                              

C_ЭU = U(C₁ + C₂ + C₃),

или окончательно                                             

С_Э = С₁ + С₂ + С₃

 

Следовательно, при параллельном соединении конденсаторов
общая емкость равна сумме емкостей отдельных конденсаторов.
При параллельном соединении каждый конденсатор окажется
включенным на полное напряжение сети, поэтому параллельно
соединять можно только те конденсаторы, у которых рабочее напряжение больше или равно напряжению сети.                                             

2. Последовательное соединение конденсаторов это такое соединение, при котором конец одного конденсатора соединяется с началом другого (рис. 8).

 

 

Напряжение, приложенное ко всей батарее конденсаторов, равно сумме напряжений на пластинах каждого конденсатора:

U = U₁ + U₂ + U₃.

Так как

, ,  

для всей батареи                     

Теперь можно написать

,

или, сокращая на q, получим окончательно

,

При последовательном соединении двух конденсаторов формула имеет вид

При последовательном соединении n одинаковых конденсаторов емкостью С, эквивалентная емкость батареи подсчитывается

где n – количество включенных конденсаторов

Таким образом, при последовательном соединении конденсато­ров обратная величина общей емкости равна сумме обратных вели­чин емкостей отдельных конденсаторов.

Каждый из конденсаторов включен на меньшее напряжение, чем напряжение сети, что позво­ляет при последовательном соединении конденсаторов их рабочее напряжение выбирать меньшим, чем напряжение сети.

Конденсаторы широко применяются в радиотехнике и промышленной электротехнике.

3. Смешанное соединение конденсаторов – это одновременное применение параллельного и последовательного соединений конденсаторов. При расчете эквивалентной емкости схему начинают преобразовывать с ее конца. Началом схемы является та ее часть, куда подключен внешний источник питания.

⇐ Предыдущая123456Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: