2.5.2. Параллельное и смешанное соединения конденсаторов
П
ри
параллельном соединении обкладки
конденсаторов соединяются в группы,
причем одна из обкладок каждого
конденсатора соединяется в одну группу,
а другая – в другую (рис. 2.8).
В этом случае напряжение батареи равно напряжению отдельно взятого конденсатора. Заряд каждого конденсатора пропорционален его емкости, заряд батареи равен сумме зарядов каждого конденсатора, т.е.
;
,
где
;
;
;
Таким образом, имеем
или
.
(2.28)
Следовательно, при параллельном соединении конденсаторов емкость батареи равна сумме емкостей включенных в нее конденсаторов.
Если емкости конденсаторов, включенных в батарею, параллельно равны:
,
то
, (2.29)
т. е. при параллельном соединении n одинаковых конденсаторов емкость батареи в n раз больше емкости отдельно взятого конденсатора.
Сравнивая два типа соединения конденсаторов, можно установить, что при переключении n конденсаторов с параллельного соединения на последовательное соединение емкость батареи уменьшается в n раз.
Так как
;
,
то
,
а
.
(2.30)
В этом случае напряжение на батареи в n раз больше, чем при параллельном соединении
.
(2.31)
П
ереключение
конденсаторов батареи с параллельного
соединения на последовательное
соединение применяется в импульсных
генераторах напряжения.
Комбинируя вышеперечисленные виды соединений, можно получить различные виды смешанного соединения (рис. 2.9).
При смешанных соединениях общую емкость находят путем выделения отдельных групп параллельного и последовательного соединений, а затем каждую из них рассматривают как отдельно взятый конденсатор соответствующей емкости.
Надо отметить, что все вышеприведенные рассуждения справедливы для идеальных конденсаторов.
В действительности все конденсаторы обладают "утечкой" (медленным изменением заряда), т.е. они обладают не только емкостью, но и определенным сопротивлением - сопротивлением утечки. Сопротивление утечки и определяет распределение зарядов. Различное сопротивление утечки не позволяет применять последовательное соединение конденсаторов с различными диэлектрическими проницаемостями среды. Это связано с тем, что при последовательном соединении конденсаторов с различными диэлектрическими проницаемостями среды напряжение на батарее может оказаться на одном из конденсаторов, что приведет к его пробою. Как правило, последовательное соединение конденсаторов применяется в цепях переменного тока.
2.6. Классификация конденсаторов
В настоящее время используется большое количество конденсаторов, которые классифицируются по важнейшим признакам:
1. По характеру изменения емкости (конденсаторы постоянной емкости, переменной емкости, подстроечные конденсаторы, вариконы).
2. По материалу диэлектрика (воздушные, бумажные, слюдяные, керамические, электролитические и др.).
3. По форме пластин (плоские, цилиндрические, дисковые, сферические, трубчатые и др.).