Смешанное соединение конденсаторов

Смешанное соединение (последовательно-параллельное) конденсаторов применяют тогда, когда необходимо увеличить емкость и рабочее напряжение батареи конденсаторов. Рассмотрим смешанное соединение конденсаторов на нижеприведенных примерах.

Пример 6.1

К участку цепи с напряжением U=380 В необходимо подключить емкость С= 18 мкФ. Имеются конденсаторы емкостью С=8 мкФ, рассчитанные на напряжение U_р=100В каждый. Сколько нужно таких конденсаторов и как их соединить?

Решение:

Для того чтобы напряжение на каждом конденсаторе не превышало его рабочего Up, на заданное напряжение U= 380 В необходимо соединить последовательно4 конденсатора.

Емкость этой группы, состоящей из 4 последовательно соединенных конденсаторов, равна

Для получения емкости С = 18 мкФ необходимо включить параллельно 9 таких последовательно соединенных групп.

Следовательно необходимо иметь κ = пт = 4-9 = 36 конденсаторов и соединить их смешанно (рис 6.4).

Пример 6.2

Конденсаторы, емкости которых С1 = 2 мкФ; С₂ = 1 мкФ; С3=2 мкФ; С₄ = 6 мкФ; С₅ = 4 мкФ, соединены по схеме рис 6.5 и подключены к источнику с постоянным напряжением U= 100 В. Определить общую емкость конденсаторов С, заряд и Энергию электрического поля каждого конденсатора и всей цепи

2. Электрический ток, его величина, направление, плотность тока. Удельная электрическая проводимость и удельное электрическое сопротивление. Электрическое сопротивление, его зависимость от материала и геометрических размеров проводника, температуры.

Ток в электрической цепи

Электрический ток — это явление упорядоченного (направленного) переме­щения заряженных частиц в проводнике под действием электрического поля.

Электрический ток может сущест­вовать только в замкнутой электриче­ской цепи (ключ К замкнут — рис. 2.1).

Интенсивность направленного пе­ремещения электрических зарядов в замкнутой электрической цепи ха­рактеризует величину тока.

Обозначается величина постоян­ного тока буквой I, а переменного — i (мгновенное значение). Величина тока /определяется количест­вом электричества (зарядов) Q, проходящим через поперечное се­чение проводника в единицу времени t:

(2.1)

Измеряется ток в амперах, т. е.—

единица измерения тока.

Постоянным называется ток, величина и направление которого не изменяется с течением времени. Постоянный ток I' изобра­жен на графике (рис. 2.2).

За направление тока в замкнутой электриче­ской цепи принимается направление от положи­тельной клеммы источника к его отрицатель­ной клемме по внешнему участку цепи (рис. 2.1). Таким образом, направление тока противо­положно направлению перемещения элект­ронов в замкнутой цепи. Ток в цепи направлен так, как переме­щались бы положительные заряды.

В неразветвленной электрической цепи (рис. 2.1) ток на всех уча­стках (во всех сечениях) цепи имеет одинаковое значение, в против­ном случае в какой-либо точке электрической цепи накапливались бы заряды, чего не может быть в замкнутой электрической цепи.

Отношение величины тока в проводнике I к площади его попереч­ного сечения S характеризует плотность тока в этом проводнике. Обозначается плотность тока буквой J.

Единицей измерения плотности тока является ампер на квадратный метр

Так как на практике площадь сечения проводов обычно выра­жают в мм², то плотность тока выражают

Плотность тока — величина векторная. Вектор плотности тока Направлен перпендикулярно площади сечения проводника. К Допустимая плотность тока определяет способность проводника определенного сечения выдерживать ту или иную токовую нагрузку. Так, например, допустимая плотность тока для монтажных проводовПо допустимой плотности тока определяют сечение проводов коротких линий и проверяют сечение проводов длинных линий, рассчитанных по допустимой по­нтере напряжения. Допустимая плотность тока в проводах из раз­личного материала и различных марок при разных условиях монтажа приводится в справочной литературе (Приложение 11).