Có các loại tụ điện có sẵn, dựa trên ứng dụng, chúng được phân loại thành các loại khác nhau. Kết nối của các tụ điện này có thể được thực hiện theo nhiều cách khác nhau được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau. Các kết nối khác nhau của các tụ điện thực hiện giống như một tụ điện duy nhất. Vì vậy, tổng điện dung của tụ điện duy nhất này chủ yếu phụ thuộc vào cách các tụ điện riêng lẻ được kết nối. Vì vậy, về cơ bản có hai loại kết nối đơn giản và phổ biến là kết nối nối tiếp và kết nối song song. Bằng cách sử dụng các kết nối này, tổng điện dung có thể được tính toán. Có một số kết nối cũng có thể được liên kết với các kết nối của kết hợp chuỗi & song song. Bài viết này thảo luận tổng quan về tụ điện mắc nối tiếp và song song với các ví dụ của chúng là gì.
Tụ điện nối tiếp và song song
Tụ điện chủ yếu được sử dụng để lưu trữ năng lượng điện như năng lượng tĩnh điện. Một khi cần tăng cường thêm năng lượng để lưu trữ công suất, thì tụ điện với điện dung tăng có thể là cần thiết. Việc thiết kế một tụ điện có thể được thực hiện bằng cách sử dụng hai tấm kim loại được ghép song song và được phân chia thông qua một môi trường điện môi như mica, thủy tinh, gốm sứ, v.v.
Các chất điện môi môi trường tạo ra môi trường không dẫn điện giữa hai bản và bao gồm một khả năng độc quyền để giữ điện tích.
Khi nguồn điện áp được nối qua các bản của tụ điện, thì điện tích + Ve trên một bản duy nhất & điện tích -Ve trên bản tiếp theo sẽ lắng xuống. Ở đây, tổng điện tích ‘q’ được tích lũy có thể tỷ lệ thuận với nguồn điện áp ‘V’.
q = CV
Trong đó ‘C’ là điện dung và giá trị của nó chủ yếu phụ thuộc vào kích thước vật lý của tụ điện .
C = εA / d
Ở đâu
‘Ε’ = hằng số điện môi
‘A’ = diện tích của tấm hiệu dụng
d = khoảng trống giữa hai tấm.
Bất cứ khi nào hai hoặc nhiều tụ điện mắc nối tiếp thì điện dung của toàn bộ tụ điện này thấp hơn điện dung của một tụ điện riêng lẻ. Tương tự, bất cứ khi nào các tụ điện được nối song song, thì tổng điện dung của các tụ điện là tổng điện dung của các tụ điện riêng lẻ. Bằng cách sử dụng này, các biểu thức của tổng điện dung mắc nối tiếp và song song được suy ra. Các bộ phận nối tiếp và song song trong sự kết hợp của các kết nối tụ điện cũng được xác định. Và điện dung hiệu dụng có thể được tính toán thông qua nối tiếp và song song thông qua các điện dung riêng lẻ
Tụ điện trong loạt
Khi mắc nối tiếp một số tụ điện thì hiệu điện thế đặt trên hai bản tụ là ‘V’. Khi điện dung của tụ điện là C1, C2… Cn thì điện dung tương ứng của các tụ điện khi mắc nối tiếp là ‘C’. Điện áp đặt qua các tụ điện tương ứng là V1, V2, V3…. + Vn.
Tụ điện trong loạt
Như vậy, V = V1 + V2 + …… .. + Vn
Điện tích được cung cấp từ nguồn qua các tụ điện này là ‘Q’ thì
V = Q / C, V1 = Q / C1, V2 = Q / C2, V3 = Q / C3 & Vn = Q.Cn
Vì điện tích được chuyển trong mọi tụ điện và dòng điện trong cả loạt tụ điện sẽ giống hệt nhau và nó được coi như là 'Q'.
Bây giờ, phương trình trên của ‘V’ có thể được viết như sau.
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
Thí dụ
Mỗi khi các tụ điện mắc nối tiếp thì tính điện dung của các tụ điện này. Kết nối nối tiếp của tụ điện được hiển thị dưới đây. Ở đây hai tụ điện mắc nối tiếp.
Các tụ điện trong công thức nối tiếp là Ctotal = C1XC2 / C1 + C2
Giá trị của hai bản tụ là C1 = 5F và C2 = 10F
Ctotal = 5FX10F / 5F + 10F
50F / 15F = 3,33F
Tụ điện song song
Khi điện dung của một tụ điện tăng lên, thì các tụ điện mắc song song khi hai bản có liên quan với nhau. Vùng chồng lấn hiệu quả có thể được thêm vào thông qua khoảng cách ổn định giữa chúng và do đó giá trị điện dung bằng nhau của chúng biến thành điện dung riêng lẻ gấp đôi. Tụ bù được sử dụng trong các ngành công nghiệp khác nhau sử dụng tụ điện song song. Một khi hai tụ điện mắc song song sau đó điện áp ‘V’ trên mọi tụ điện tương tự nhau là Veq = Va = Vb & dòng điện ‘ieq’ có thể được tách thành hai phần tử như ‘ia’ & ‘ib’.
Tụ điện song song
i = dq / dt
Thay giá trị của ‘q’ vào phương trình trên
= d (CV) / dt
i = C dV / dt + VdC / dt
Khi điện dung của tụ điện không đổi thì
i = C dV / dt
Bằng cách áp dụng KCL cho đoạn mạch trên, thì phương trình sẽ là
ieq = ia + ib
tức làq = Ca dVa / dt + Cb dVb / dt
Veq = Va = Vb
tức làq = Ca dVeq / dt + Cb dVeq / dt => (Ca + Cb) dVeq / dt
Cuối cùng, chúng ta có thể nhận được phương trình sau
tức làq = Ceq dVeq / dt, ở đây Ceq = Ca + Cb
Do đó, một khi 'n' tụ điện được mắc song song thì điện dung bằng nhau của tổng kết nối có thể được đưa ra thông qua phương trình dưới đây trông giống như tương ứng Sức cản của các điện trở khi mắc nối tiếp.
Ceq = C1 + C2 + C3 +… + Cn
Thí dụ
Bất cứ khi nào các tụ điện được mắc song song thì hãy tính điện dung của các tụ điện này. Kết nối song song của các tụ điện được hiển thị dưới đây. Ở đây các tụ điện được kết nối song song là hai.
Các tụ điện trong công thức song song là Ctotal = C1 + C2 + C3
Giá trị của hai bản tụ là C1 = 10F, C2 = 15F, C3 = 20F
Ctotal = 10F + 15F + 20F = 45F
Điện áp rơi trên các tụ điện mắc nối tiếp và song song sẽ được thay đổi dựa trên các giá trị điện dung riêng của các tụ điện.
Ví dụ
Các tụ điện mắc nối tiếp và ví dụ song song được thảo luận dưới đây.
Tụ điện trong các ví dụ nối tiếp và song song
Tìm giá trị điện dung của ba tụ điện mắc trong đoạn mạch sau có giá trị lần lượt là C1 = 5 uF, C2 = 5uF và C3 = 10uF
Giá trị của các tụ điện là C1 = 5 uF, C2 = 5uF & C3 = 10uF
Đoạn mạch sau có thể được xây dựng với ba tụ điện là C1, C2 & C3
Khi các tụ điện C1 và C2 mắc nối tiếp, thì điện dung có thể được tính là
1 / C = 1 / C1 + 1 / C2
1 / C = 1/5 + 1/5
1 / C = 2/5 => 5/2 = 2,5uF
Khi mắc song song tụ ‘C’ nói trên với tụ ‘C3’ thì điện dung có thể tính là
C (Tổng) = C + C3 = 2,5 + 10 = 12,5 vi sinh vật
Do đó giá trị điện dung có thể được tính toán tùy thuộc vào việc phân tích nối tiếp cũng như các kết nối song song trong mạch. Nó có thể được quan sát khi giá trị điện dung giảm trong mắc nối tiếp. Mắc song song tụ điện thì có thể tăng giá trị điện dung. Tuy nhiên, trong khi tính toán điện trở, nó là khá ngược lại.
Vì vậy, đây là tất cả về tổng quan về tụ điện mắc nối tiếp và song song với các ví dụ. Từ thông tin trên, cuối cùng, chúng ta có thể kết luận rằng bằng cách sử dụng các kết nối nối tiếp và song song của các tụ điện, có thể tính được điện dung. Đây là một câu hỏi cho bạn, đơn vị của một tụ điện là gì?
