Kondenzátory jsou elektrická zařízení používaná k ukládání nábojů. V některých případech může být nutné paralelně připojit více kondenzátorů, abyste získali celkovou kapacitu. Celková kapacita by se v takovém případě rovnala součtu kapacit všech kondenzátorů.
Vezměme si příklad. Představme si, že máme tři kondenzátory s kapacitami C1, C2 a C3. Chcete-li vypočítat celkovou kapacitu těchto kondenzátorů, musíte složit jejich kapacity:
Ccelkový = C1 + C2 + C3
Celková kapacita tří kondenzátorů propojených paralelně se tedy rovná součtu kapacit každého kondenzátoru.
Jak vypočítat kapacitu tří kondenzátorů
Při připojení tří kondenzátorů paralelně lze celkovou kapacitu jejich připojení vypočítat pomocí vzorce:
Kde Scelkový označuje celkovou kapacitu propojených kondenzátorů a C1, S2 a s3 - kapacita každého z kondenzátorů.
Je důležité vzít v úvahu, že kapacity kondenzátorů musí být vyjádřeny v jedné měrné jednotce (např. faradach), jinak je nutné provést převod kapacit na jednu jednotku před výpočtem celkové kapacity. Za zmínku také stojí, že v reálných obvodech může odpor vodičů a další faktory způsobit chyby ve výpočtech, takže skutečná celková kapacita se může mírně lišit od teoreticky vypočítané.
Pokud máme například kondenzátory s kapacitami 2 mikrofarad, 3 mikrofarad a 4 mikrofarad, celková kapacita připojených kondenzátorů bude činit:
Scelkový = 2 uf + 3 uf + 4 uf = 9 uf
Celková kapacita tak bude 9 mikrofarad.
Základní principy výpočtu
Pro výpočet celkové kapacity tří paralelně propojených kondenzátorů je třeba vzít v úvahu následující principy:
| Princip 1: | Nádoby kondenzátorů propojených paralelně se sčítají. |
| Princip 2: | Celková kapacita tří kondenzátorů je určena součtem jejich jednotlivých nádrží. |
Pomocí těchto principů lze vypočítat celkovou kapacitu tří kondenzátorů podle následujícího vzorce:
- Ccelkový - celková kapacita tří kondenzátorů v paralelním připojení;
- C1, C2, C3 - individuální kapacity každého kondenzátoru.
Použití těchto principů umožňuje pohodlně vypočítat celkovou kapacitu při připojení více kondenzátorů paralelně.
Vzorec pro výpočet celkové kapacity
Pro výpočet celkové kapacity tří kondenzátorů Spojených paralelně je třeba použít následující vzorec:
1/C_total = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3
kde C_total-celková kapacita tří kondenzátorů, C1, C2 a C3 - kapacita každého konkrétního kondenzátoru připojeného paralelně.
Tento vzorec vám umožňuje shrnout zpětné hodnoty nádob všech kondenzátorů a poté najít zpětnou hodnotu z výsledného součtu, abyste získali celkovou kapacitu. Výsledkem je, že čím větší je kapacita každého kondenzátoru, tím větší bude celková kapacita paralelního připojení.
Příklad výpočtu celkové kapacity
Předpokládejme, že máme tři kondenzátory s hodnotami kapacity 10 uf, 15 uF a 20 uf propojené paralelně.
Chcete-li vypočítat celkovou kapacitu, musíte složit hodnoty kapacit každého kondenzátoru:
Celková kapacita = 10 uf + 15 uf + 20 uf
= 45 µF
Celková kapacita tří paralelně propojených kondenzátorů by tedy byla 45 uf.
Celkovou kapacitu paralelně s propojenými kondenzátory lze vypočítat sečtením jejich hodnot kapacity.
Důležité faktory ovlivňující výsledek
Při výpočtu celkové kapacity tří kondenzátorů Spojených paralelně je třeba vzít v úvahu následující faktory:
- Kapacita každého kondenzátoru. Každý kondenzátor má svou vlastní kapacitu, která je označena symbolem C. velikost kapacity se měří ve faradech (F). Pro výpočet celkové kapacity tří kondenzátorů je třeba složit všechny hodnoty kapacity.
- Přesnost měření. Je důležité použít přesné hodnoty kapacity každého kondenzátoru při výpočtu celkové kapacity, abyste získali přesnější výsledek. Nesoulad hodnot může ve výsledku vést k chybám a chybám.
- Polarita kondenzátorů. Polarita kondenzátorů může také ovlivnit výsledek. Při připojení kondenzátorů paralelně je třeba zajistit, aby byly všechny kondenzátory správně zapojeny, s ohledem na jejich polaritu. Nesprávné připojení může způsobit poškození kondenzátorů nebo zhoršit výkon obvodu.
- Práce propojovacích vodičů. Na výsledek může mít vliv i kvalita propojovacích vodičů, jejich délka a průřez. Čím větší odpor mají připojovací vodiče, tím větší ztráta bude v obvodu, což může snížit celkovou kapacitu.
Vzhledem k těmto důležitým faktorům lze získat přesnější a spolehlivější výsledky výpočtu celkové kapacity tří paralelně propojených kondenzátorů.
Výpočet kapacity ve smíšeném systému jednotek
Kapacitu kondenzátorů v obvodu lze nastavit v různých systémech měrných jednotek. Například v mezinárodním systému jednotek (SI), ve statickém systému jednotek (CGS) nebo ve inženýrském systému jednotek (CA).
Při výpočtu kapacity ve smíšeném systému jednotek je nutné přivést všechny kapacity do jednoho systému, aby bylo možné použít jediný kapacitní vzorec.
Řekněme, že máme tři kondenzátory s kapacitou C1, C2 a C3, nastavené v různých systémech jednotek. Chcete-li najít celkovou kapacitu Ccelkový tyto kondenzátory, postupujte podle těchto kroků:
- Přiveďte všechny kapacity do jednoho systému jednotek.
- Sklopte uvedené nádoby rovnoběžně s propojenými kondenzátory.
Například, nechat první kondenzátor má kapacitu v CGS systému (Franky), druhý v Si systému (farady) a třetí v SAE systému (mikrofarady). Abychom je dostali do jednoho systému, můžeme použít následující konverzní poměry:
| SGS systém | Si systém | SAE systém |
|---|---|---|
| 1 Frank = 1 cm | 1 Farad ≈ 9,6485339 × 10 11 franků | 1 mikrofarad = 1 × 10 -6 Farad |
Přivedeme všechny nádoby k faradamům.:
- Nechť C1 = 1000 franků = 1000 cm
- Nechť C2 = 10 -5 Farad = 9,6485339 × 10 -5 franků
- Nechť C3 = 2 mikrofarady = 2 × 10 -6 Farada
Nyní sečtením uvedených kapacit získáme celkovou kapacitu:
Ccelkový = 1000 franků + 9,6485339 × 10 -5 franků + 2 × 10 -6 franků
Ccelkový ◼ 1000 franků + 9,6485339 × 10 -5 franků ◼ 1000 franků
Celková kapacita tří kondenzátorů daných v různých jednotkových systémech a Spojených paralelně je tedy přibližně 1 000 franků.
Odpor a jeho vliv na výsledek
Při připojení kondenzátorů paralelně se jejich celková kapacita vypočítá s ohledem na odpor, který každý z nich vkládá do obvodu. Odpor kondenzátoru je dán jeho vnitřním odporem, který vede ke ztrátě energie ve formě tepla.
Tento odpor lze popsat vzorcem:
- kde R je odpor kondenzátoru
- C-kapacita kondenzátoru
- I-proud protékající kondenzátorem
Čím větší je vnitřní odpor kondenzátoru, tím větší je ztráta energie a tím menší je jeho skutečná kapacita. Při výpočtu celkové kapacity tří kondenzátorů Spojených paralelně je proto nutné vzít v úvahu vnitřní odpor každého z nich.
Způsoby, jak zvýšit celkovou kapacitu
Existuje několik způsobů, jak zvýšit celkovou kapacitu v obvodu, kde je paralelně připojeno více kondenzátorů:
1. Přidání dalších kondenzátorů: Přidáním kondenzátorů do paralelního připojení lze zvýšit celkovou kapacitu obvodu. Celková kapacita se bude rovnat součtu kapacit všech kondenzátorů.
2. Použití kondenzátorů s větší kapacitou: Výběr kondenzátorů s větší kapacitou pro výměnu stávajících umožňuje zvýšit celkovou kapacitu obvodu.
3. Použití vícevrstvých kondenzátorů: Vícevrstvé kondenzátory mají větší hustotu kapacity ve srovnání s konvenčními kondenzátory. Připojení vícevrstvých kondenzátorů do paralelního připojení umožňuje zvýšit kapacitu obvodu.
4. Paralelní propojení obvodů: Pokud existuje několik obvodů s kondenzátory, lze je spojit paralelně. Tím se zvýší celková kapacita.
5. Použití speciálních kondenzátorů: Existují speciální typy kondenzátorů, jako jsou superkondenzátory nebo elektrolytické kondenzátory, které mají větší kapacitu ve srovnání s konvenčními kondenzátory. Jejich použití umožňuje výrazně zvýšit celkovou kapacitu obvodu.