Ηλεκτρονικά εξαρτήματα: Πυκνωτές σε Παράλληλες και Σειρές

Μπορείτε να συνδυάσετε πυκνωτές σε σειριακά ή παράλληλα δίκτυα για να δημιουργήσετε οποιαδήποτε τιμή χωρητικότητας που χρειάζεστε σε ένα ηλεκτρονικό κύκλωμα. Για παράδειγμα, εάν συνδυάσετε παράλληλα τρεις πυκνωτές των 100 μF, η συνολική χωρητικότητα του κυκλώματος είναι 300 μF.

Συνδυασμός πυκνωτών παράλληλα

Ο υπολογισμός της συνολικής χωρητικότητας δύο ή περισσότερων πυκνωτών παράλληλα είναι απλός: Απλά προσθέστε τις τιμές των μεμονωμένων πυκνωτών για να λάβετε τη συνολική χωρητικότητα.

Αυτός ο κανόνας έχει νόημα αν το σκεφτείς για λίγο. Όταν συνδέετε τους πυκνωτές παράλληλα, ουσιαστικά συνδέετε τις πλάκες των μεμονωμένων πυκνωτών. Έτσι, η σύνδεση δύο ταυτόσημων πυκνωτών παράλληλα ουσιαστικά διπλασιάζει το μέγεθος των πλακών, πράγμα που διπλασιάζει αποτελεσματικά την χωρητικότητα.

Εδώ, τα δύο κυκλώματα έχουν ίδιες χωρητικότητες. Το πρώτο κύκλωμα ολοκληρώνει την εργασία με ένα πυκνωτή, το δεύτερο το κάνει με τρία. Έτσι, τα κυκλώματα είναι ισοδύναμα.

Κάθε φορά που βλέπετε δύο ή περισσότερους πυκνωτές παράλληλα σε ένα κύκλωμα, μπορείτε να αντικαταστήσετε έναν μόνο πυκνωτή, του οποίου η τιμή είναι το άθροισμα των μεμονωμένων πυκνωτών. Ομοίως, κάθε φορά που βλέπετε έναν μόνο πυκνωτή σε ένα κύκλωμα, μπορείτε να αντικαταστήσετε δύο ή περισσότερους πυκνωτές παράλληλα, εφόσον οι τιμές τους προστίθενται μέχρι την αρχική τιμή.

Η συνολική χωρητικότητα των πυκνωτών παράλληλα είναι πάντα μεγαλύτερη από την χωρητικότητα οποιουδήποτε από τους μεμονωμένους πυκνωτές. Αυτό συμβαίνει επειδή κάθε πυκνωτής προσθέτει τη δική του χωρητικότητα στο σύνολο.

Συνδέστε τους πυκνωτές σε σειρά

Μπορείτε επίσης να συνδυάσετε τους πυκνωτές σε σειρά για να δημιουργήσετε ισοδύναμες χωρητικότητες. Όταν το κάνετε, ωστόσο, τα μαθηματικά είναι λίγο πιο περίπλοκα. Αποδεικνύεται ότι οι υπολογισμοί που απαιτούνται για τους πυκνωτές σε σειρά είναι οι ίδιοι με τους υπολογιστικούς αντιστάτες παράλληλα.

Εδώ είναι οι κανόνες για τον υπολογισμό των χωρητικοτήτων σε σειρά:

• Εάν οι πυκνωτές έχουν ίση αξία, έχετε τύχη. Το μόνο που πρέπει να κάνετε είναι να διαιρέσετε την τιμή ενός από τους μεμονωμένους πυκνωτές με τον αριθμό των πυκνωτών. Για παράδειγμα, η συνολική χωρητικότητα δύο πυκνωτών 100 μF είναι 50 μF.

• Εάν υπάρχουν μόνο δύο πυκνωτές, χρησιμοποιήστε αυτόν τον υπολογισμό:

  

  Σε αυτόν τον τύπο, C1 και C2 είναι οι τιμές των δύο πυκνωτών.

  Ακολουθεί ένα παράδειγμα που βασίζεται σε έναν πυκνωτή 220 μF και 470 μF σε σειρά:

  

• Για τρεις ή περισσότερους πυκνωτές σε σειρά ο τύπος είναι αυτός:

  

  Σημειώστε ότι η ελίκωση στο τέλος της έκφρασης υποδηλώνει ότι συνεχίζετε να προσθέτετε τις reciprocals των χωρητικοτήτων για όσους πυκνωτές έχετε.

  Εδώ είναι ένα παράδειγμα για τρεις πυκνωτές των οποίων οι τιμές είναι 100 μF, 220 μF και 470 μF:

  

  Όπως μπορείτε να δείτε, το τελικό αποτέλεσμα είναι 59. 9768 μF. Αν το όνομά σας δεν είναι Spock, πιθανότατα δεν σας ενδιαφέρει η απάντηση να είναι τόσο ακριβής, ώστε να μπορείτε να την ολοκληρώσετε με ασφάλεια μέχρι και 60 μF.

Οι τύποι για τον υπολογισμό της συνολικής χωρητικότητας ενός δικτύου πυκνωτών είναι το αντίστροφο των κανόνων που ακολουθείτε για να υπολογίσετε τα δίκτυα αντιστάσεων. Με άλλα λόγια, ο τύπος που χρησιμοποιείτε για αντιστάσεις σε σειρά ισχύει για τους πυκνωτές παράλληλα και ο τύπος που χρησιμοποιείτε για αντιστάσεις παράλληλα ισχύει για τους πυκνωτές σε σειρά. Δεν είναι αστείο πώς η επιστήμη μερικές φορές θέλει να χάσει με το μυαλό σας;