Ci sono diversi tipi di condensatori disponibili, in base all'applicazione questi sono classificati in diverse tipologie. Il collegamento di questi condensatori può essere effettuato in diversi modi che vengono utilizzati in una varietà di applicazioni. Diverse connessioni di condensatori si comportano come un singolo condensatore. Quindi la capacità totale di questo singolo condensatore dipende principalmente da come sono collegati i singoli condensatori. Quindi fondamentalmente ci sono due tipi di connessioni semplici e comuni come il collegamento in serie e il collegamento in parallelo. Utilizzando queste connessioni, è possibile calcolare la capacità totale. Ci sono alcune connessioni che possono essere associate anche alle connessioni di combinazioni in serie e in parallelo. Questo articolo discute una panoramica di cosa sono i condensatori in serie e in parallelo con i loro esempi.
Condensatori in serie e in parallelo
Un condensatore viene utilizzato principalmente per immagazzinare energia elettrica come l'energia elettrostatica. Una volta che c'è la necessità di aumentare più energia per immagazzinare la capacità, allora un appropriato condensatore con maggiore capacità può essere necessario. La progettazione di un condensatore può essere eseguita utilizzando due piastre metalliche che sono alleate in parallelo e divise attraverso un mezzo dielettrico come mica, vetro, ceramica, ecc.
Il dielettrico il mezzo fornisce un mezzo non conduttore tra le due piastre e include una capacità esclusiva di trattenere la carica.
Una volta che una sorgente di tensione è collegata alle piastre di un condensatore, viene depositata una carica + Ve su una singola piastra e una carica -Ve sulla piastra successiva. Qui, la carica totale 'q' accumulata può essere direttamente proporzionale alla sorgente di tensione 'V'.
q = CV
Dove 'C' è la capacità e il suo valore dipende principalmente dalle dimensioni fisiche di il condensatore .
C = εA / d
Dove
‘Ε’ = costante dielettrica
'A' = area della piastra effettiva
d = spazio tra due piatti.
Ogni volta che due o più condensatori sono collegati in serie, l'intera capacità di questi condensatori è bassa rispetto alla capacità di un singolo condensatore. Allo stesso modo, ogni volta che i condensatori sono collegati in parallelo, la capacità totale dei condensatori è la somma delle capacità dei singoli condensatori. Usando questo, vengono derivate le espressioni di capacità totale in serie e in parallelo. Identificate anche parti in serie e parallele all'interno della combinazione di connessioni di condensatori. E la capacità effettiva può essere calcolata in serie e in parallelo tramite capacità individuali
Condensatori in serie
Quando più condensatori sono collegati in serie, la tensione applicata ai condensatori è 'V'. Quando la capacità del condensatore è C1, C2… Cn, la capacità corrispondente dei condensatori quando collegati in serie è 'C'. La tensione applicata ai condensatori è V1, V2, V3…. + Vn, corrispondentemente.
Condensatori in serie
Quindi, V = V1 + V2 + …… .. + Vn
La carica fornita dalla sorgente attraverso questi condensatori è quindi 'Q'
V = Q / C, V1 = Q / C1, V2 = Q / C2, V3 = Q / C3 e Vn = Q.Cn
Poiché la carica trasferita in ogni condensatore e la corrente nell'intera serie, la combinazione di condensatori sarà identica ed è considerata come 'Q'.
Ora, l'equazione di 'V' sopra può essere scritta come segue.
Q / 100 = Q / Q + C1 / C2 + ... L / Cn
Q [1/100] = Q] 1 / C1 + 1 / C2 + ... 1 / Cn]
1 / C = 1 / C1 + 1 / C2 + 1 / C3 +… 1 / Cn
Esempio
Ogni volta che i condensatori sono collegati in serie, calcola la capacità di questi condensatori. Di seguito è mostrato il collegamento in serie dei condensatori. Qui i condensatori collegati in serie sono due.
I condensatori nella formula della serie sono Ctotal = C1XC2 / C1 + C2
I valori dei due condensatori sono C1 = 5F e C2 = 10F
Ctotale = 5FX10F / 5F + 10F
50F / 15F = 3,33F
Condensatori in parallelo
Quando la capacità di un condensatore aumenta, i condensatori vengono collegati in parallelo quando due piastre correlate sono collegate insieme. La regione di sovrapposizione efficiente può essere aggiunta attraverso una spaziatura stabile tra di loro e quindi il loro valore di capacità uguale si trasforma in doppia capacità individuale. Il banco di condensatori viene utilizzato in diversi settori che utilizzano condensatori in parallelo. Una volta che due condensatori sono collegati in parallelo, la tensione 'V' su ogni condensatore è simile, ovvero Veq = Va = Vb e la corrente 'ieq' può essere separata in due elementi come 'ia' e 'ib'.
Condensatori in parallelo
io = dq / dt
Sostituisci il valore di 'q' nell'equazione precedente
= d (CV) / dt
i = C dV / dt + VdC / dt
Quando la capacità di un condensatore è costante, allora
i = C dV / dt
Applicando KCL al circuito sopra, l'equazione sarà
ieq = ia + ib
ieq = Ca dVa / dt + Cb dVb / dt
Veq = Va = Vb
ieq = Ca dVeq / dt + Cb dVeq / dt => (Ca + Cb) dVeq / dt
Infine, possiamo ottenere la seguente equazione
ieq = Ceq dVeq / dt, qui Ceq = Ca + Cb
Pertanto, una volta che 'n' condensatori sono collegati in parallelo, la stessa capacità della connessione totale può essere fornita attraverso l'equazione sottostante che assomiglia alla corrispondente resistenza di resistori mentre sono collegati in serie.
Ceq = C1 + C2 + C3 +… + Cn
Esempio
Ogni volta che i condensatori sono collegati in parallelo, calcola la capacità di questi condensatori. Di seguito viene mostrato il collegamento in parallelo dei condensatori. Qui i condensatori collegati in parallelo sono due.
I condensatori nella formula parallela sono Ctotal = C1 + C2 + C3
I valori di due condensatori sono C1 = 10F, C2 = 15F, C3 = 20F
Ctotal = 10F + 15F + 20F = 45F
La caduta di tensione tra i condensatori in serie e in parallelo verrà modificata in base ai valori di capacità individuali dei condensatori.
Esempi
Il condensatori in serie e esempi in parallelo sono discussi di seguito.
Condensatori in serie e esempi in parallelo
Trova il valore di capacità di tre condensatori collegati nel seguente circuito con i valori di C1 = 5 uF, C2 = 5uF e C3 = 10uF
I valori dei condensatori sono C1 = 5 uF, C2 = 5uF e C3 = 10uF
Il seguente circuito può essere costruito con tre condensatori, ovvero C1, C2 e C3
Quando i condensatori C1 e C2 sono collegati in serie, la capacità può essere calcolata come
1 / C = 1 / C1 + 1 / C2
1 / C = 1/5 + 1/5
1 / C = 2/5 => 5/2 = 2.5uF
Quando il condensatore 'C' di cui sopra può essere collegato in parallelo con il condensatore 'C3', la capacità può essere calcolata come
C (totale) = C + C3 = 2,5 + 10 = 12,5 microfarad
Pertanto il valore della capacità può essere calcolato in base all'analisi delle connessioni in serie e in parallelo nel circuito. Si può osservare quando il valore della capacità viene ridotto nel collegamento in serie. In collegamento in parallelo del condensatore, il valore della capacità può essere aumentato. Tuttavia, mentre si calcola la resistenza, è abbastanza inverso.
Quindi, questo è tutto una panoramica dei condensatori in serie e in parallelo con esempi. Dalle informazioni di cui sopra, infine, possiamo concludere che utilizzando collegamenti in serie e in parallelo dei condensatori, è possibile calcolare la capacità. Ecco una domanda per te, qual è l'unità di un condensatore?
