ตัวเก็บประจุในซีรีย์คืออะไรและขนานและตัวอย่างของพวกเขา

มี ตัวเก็บประจุชนิดต่างๆ ที่มีอยู่โดยขึ้นอยู่กับการใช้งานสิ่งเหล่านี้แบ่งออกเป็นประเภทต่างๆ การเชื่อมต่อของตัวเก็บประจุเหล่านี้สามารถทำได้หลายวิธีซึ่งใช้ในการใช้งานที่หลากหลาย การเชื่อมต่อที่แตกต่างกันของตัวเก็บประจุทำหน้าที่เหมือนตัวเก็บประจุตัวเดียว ดังนั้นความจุทั้งหมดของตัวเก็บประจุตัวเดียวนี้ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับวิธีการเชื่อมต่อตัวเก็บประจุแต่ละตัว โดยพื้นฐานแล้วมีการเชื่อมต่อสองประเภทที่เรียบง่ายและทั่วไปเช่นการเชื่อมต่อแบบอนุกรมและการเชื่อมต่อแบบขนาน ด้วยการใช้การเชื่อมต่อเหล่านี้สามารถคำนวณความจุทั้งหมดได้ มีการเชื่อมต่อบางอย่างที่สามารถเชื่อมโยงกับการเชื่อมต่อของชุดข้อมูลและชุดค่าผสมแบบขนาน บทความนี้กล่าวถึงภาพรวมของตัวเก็บประจุแบบอนุกรมและขนานกับตัวอย่าง

ตัวเก็บประจุแบบอนุกรมและแบบขนาน

ตัวเก็บประจุส่วนใหญ่ใช้สำหรับเก็บพลังงานไฟฟ้าเช่นพลังงานไฟฟ้าสถิต เมื่อมีความจำเป็นที่จะต้องเพิ่มพลังงานมากขึ้นในการจัดเก็บความจุแล้วก็เหมาะสม ตัวเก็บประจุ ด้วยความจุที่เพิ่มขึ้นอาจจำเป็น การออกแบบตัวเก็บประจุสามารถทำได้โดยใช้แผ่นโลหะสองแผ่นซึ่งเชื่อมต่อกันแบบขนานและแบ่งผ่านสื่ออิเล็กทริกเช่นไมกาแก้วเซรามิกเป็นต้น

อิเล็กทริก สื่อกลางให้ตัวกลางที่ไม่นำไฟฟ้าระหว่างแผ่นทั้งสองและรวมถึงความสามารถพิเศษในการเก็บประจุ

เมื่อเชื่อมต่อแหล่งจ่ายแรงดันผ่านเพลตของตัวเก็บประจุแล้วประจุ + Ve บนแผ่นเดียว & -Ve ประจุบนแผ่นถัดไปจะถูกฝาก ที่นี่ประจุทั้งหมด ‘q’ ที่สะสมสามารถแปรผันตรงกับแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้า ‘V’

q = CV

โดยที่ 'C' คือความจุและค่าของมันส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับขนาดทางกายภาพของ ตัวเก็บประจุ .

C = εA / d

ที่ไหน

‘Ε’ = ค่าคงที่อิเล็กทริก

'A' = พื้นที่ของจานที่มีประสิทธิภาพ

d = ช่องว่างระหว่างสองจาน

เมื่อใดก็ตามที่ตัวเก็บประจุสองตัวขึ้นไปรวมกันเป็นชุดความจุทั้งหมดของตัวเก็บประจุเหล่านี้จะต่ำเมื่อเทียบกับความจุของตัวเก็บประจุแต่ละตัว ในทำนองเดียวกันเมื่อใดก็ตามที่ตัวเก็บประจุถูกเชื่อมต่อแบบขนานความจุทั้งหมดของตัวเก็บประจุคือผลรวมของความจุของตัวเก็บประจุแต่ละตัว โดยใช้สิ่งนี้นิพจน์ของความจุทั้งหมดในอนุกรมและขนานจะได้มา ซีรี่ส์และชิ้นส่วนขนานภายในการเชื่อมต่อตัวเก็บประจุรวมกันยังระบุ และสามารถคำนวณค่าความจุที่มีประสิทธิภาพผ่านอนุกรมและขนานผ่านความจุแต่ละตัว

ตัวเก็บประจุในซีรี่ส์

เมื่อเชื่อมต่อตัวเก็บประจุจำนวนหนึ่งเป็นอนุกรมแรงดันไฟฟ้าที่ใช้กับตัวเก็บประจุจะเป็น 'V' เมื่อความจุของตัวเก็บประจุคือ C1, C2 … Cn ดังนั้นความจุที่สอดคล้องกันของตัวเก็บประจุเมื่อเชื่อมต่อเป็นอนุกรมคือ ‘C’ แรงดันไฟฟ้าที่ใช้กับตัวเก็บประจุคือ V1, V2, V3 …. + Vn ตามลำดับ

ตัวเก็บประจุในซีรี่ส์

ดังนั้น V = V1 + V2 + …… .. + Vn

ค่าใช้จ่ายที่จ่ายจากแหล่งกำเนิดผ่านตัวเก็บประจุเหล่านี้คือ 'Q' แล้ว

V = Q / C, V1 = Q / C1, V2 = Q / C2, V3 = Q / C3 และ Vn = Q.Cn

เนื่องจากประจุที่ถ่ายโอนในตัวเก็บประจุและกระแสไฟฟ้าในชุดตัวเก็บประจุทั้งหมดจะเหมือนกันและจะถือว่าเป็น 'Q'

ตอนนี้สมการด้านบนของ 'V' สามารถเขียนได้ดังต่อไปนี้

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

ตัวอย่าง

เมื่อใดก็ตามที่ตัวเก็บประจุถูกเชื่อมต่อเป็นอนุกรมให้คำนวณความจุของตัวเก็บประจุเหล่านี้ การเชื่อมต่อแบบอนุกรมของตัวเก็บประจุแสดงอยู่ด้านล่าง ที่นี่ตัวเก็บประจุที่เชื่อมต่อเป็นอนุกรมมีสองตัว

ตัวเก็บประจุในสูตรอนุกรมคือ Ctotal = C1XC2 / C1 + C2

ค่าของตัวเก็บประจุทั้งสองคือ C1 = 5F และ C2 = 10F

Ctotal = 5FX10F / 5F + 10F

50F / 15F = 3.33F

ตัวเก็บประจุแบบขนาน

เมื่อความจุของตัวเก็บประจุเพิ่มขึ้นตัวเก็บประจุจะเชื่อมต่อแบบขนานเมื่อแผ่นที่เกี่ยวข้องสองแผ่นเชื่อมต่อเข้าด้วยกัน พื้นที่ที่ทับซ้อนกันที่มีประสิทธิภาพสามารถเพิ่มได้โดยการเว้นระยะห่างที่มั่นคงระหว่างกันดังนั้นค่าความจุที่เท่ากันจะเปลี่ยนเป็นความจุสองเท่า ธนาคารตัวเก็บประจุใช้ในอุตสาหกรรมต่าง ๆ ที่ใช้ตัวเก็บประจุแบบขนาน เมื่อตัวเก็บประจุสองตัวเชื่อมต่อแบบขนานกันหลังจากนั้นแรงดันไฟฟ้า ‘V’ ในตัวเก็บประจุทุกตัวจะใกล้เคียงกันนั่นคือ Veq = Va = Vb และปัจจุบัน ‘ieq’ สามารถแยกออกเป็นสององค์ประกอบเช่น ‘ia’ และ ‘ib’

ตัวเก็บประจุแบบขนาน

ผม = dq / dt

แทนค่าของ 'q' ในสมการด้านบน

= d (CV) / dt

ผม = C dV / dt + VdC / dt

เมื่อความจุของตัวเก็บประจุคงที่แล้ว

ผม = C dV / dt

โดยใช้ KCL กับวงจรข้างต้นแล้วสมการจะเป็น

ieq = ia + ib

ieq = Ca dVa / dt + Cb dVb / dt

Veq = Va = Vb

ieq = Ca dVeq / dt + Cb dVeq / dt => (Ca + Cb) dVeq / dt

สุดท้ายเราจะได้สมการต่อไปนี้

ieq = Ceq dVeq / dt ที่นี่ Ceq = Ca + Cb

ดังนั้นเมื่อมีการรวมตัวเก็บประจุ ‘n’ แบบขนานความจุที่เท่ากันของการเชื่อมต่อทั้งหมดสามารถกำหนดได้จากสมการด้านล่างซึ่งดูเหมือนว่าจะสอดคล้องกัน ความต้านทาน ของตัวต้านทานขณะเชื่อมต่อแบบอนุกรม

Ceq = C1 + C2 + C3 + … + Cn

ตัวอย่าง

เมื่อใดก็ตามที่เชื่อมต่อตัวเก็บประจุแบบขนานให้คำนวณความจุของตัวเก็บประจุเหล่านี้ การเชื่อมต่อแบบขนานของตัวเก็บประจุดังแสดงด้านล่าง ที่นี่ตัวเก็บประจุที่เชื่อมต่อแบบขนานมีสองตัว

ตัวเก็บประจุในสูตรขนานคือ Ctotal = C1 + C2 + C3

ค่าของตัวเก็บประจุสองตัวคือ C1 = 10F, C2 = 15F, C3 = 20F

Ctotal = 10F + 15F + 20F = 45F

แรงดันตกคร่อมตัวเก็บประจุแบบอนุกรมและแบบขนานจะเปลี่ยนไปตามค่าความจุของตัวเก็บประจุแต่ละตัว

ตัวอย่าง

ตัวเก็บประจุแบบอนุกรมและแบบขนาน จะกล่าวถึงด้านล่าง

ตัวเก็บประจุในซีรี่ส์และตัวอย่างแบบขนาน

ค้นหาค่าความจุของตัวเก็บประจุสามตัวที่เชื่อมต่อในวงจรต่อไปนี้ด้วยค่า C1 = 5 uF, C2 = 5uF และ C3 = 10uF

ค่าของตัวเก็บประจุคือ C1 = 5 uF, C2 = 5uF & C3 = 10uF

วงจรต่อไปนี้สามารถสร้างขึ้นด้วยตัวเก็บประจุสามตัว ได้แก่ C1, C2 & C3

เมื่อเชื่อมต่อตัวเก็บประจุ C1 และ C2 เป็นอนุกรมสามารถคำนวณความจุได้เป็น

1 / C = 1 / C1 + 1 / C2

1 / C = 1/5 + 1/5

1 / C = 2/5 => 5/2 = 2.5 ยูเอฟ

เมื่อสามารถต่อคาปาซิเตอร์ด้านบน ‘C’ แบบขนานกับคาปาซิเตอร์ ‘C3’ ได้แล้วจะสามารถคำนวณค่าความจุเป็น

C (รวม) = C + C3 = 2.5 + 10 = 12.5 microfarads

ดังนั้นจึงสามารถคำนวณค่าความจุได้ขึ้นอยู่กับการวิเคราะห์อนุกรมและการเชื่อมต่อแบบขนานในวงจร สามารถสังเกตได้เมื่อค่าความจุลดลงในการเชื่อมต่อแบบอนุกรม ในการเชื่อมต่อแบบขนานของตัวเก็บประจุค่าความจุสามารถเพิ่มขึ้นได้ อย่างไรก็ตามในขณะที่คำนวณความต้านทานจะค่อนข้างย้อนกลับ

ดังนั้นทั้งหมดนี้เป็นข้อมูลเกี่ยวกับ ภาพรวมของตัวเก็บประจุแบบอนุกรมและแบบขนาน พร้อมตัวอย่าง จากข้อมูลข้างต้นในที่สุดเราสามารถสรุปได้ว่าการใช้อนุกรมและการเชื่อมต่อแบบขนานของตัวเก็บประจุสามารถคำนวณความจุได้ นี่คือคำถามสำหรับคุณหน่วยของตัวเก็บประจุคืออะไร?