Παράλληλος συνδυασμός πυκνωτών
Ο πυκνωτής είναι ένα θεμελιώδες ηλεκτρονικό εξάρτημα που έχει την ικανότητα να αποθηκεύει ενέργεια. Αποτελείται από δύο μεταλλικές πλάκες που χωρίζονται από ένα μονωτικό υλικό. Το μονωτικό υλικό που χρησιμοποιείται εδώ μπορεί να είναι είτε πλαστικό, γυαλί ή κεραμικό. Το μονωτικό στρώμα είναι γνωστό ως διηλεκτρικό. Με τη σύνδεση των μεταλλικών πλακών του πυκνωτή στους δύο ακροδέκτες μιας εξωτερικής μπαταρίας, θα αρχίσουν να συσσωρεύουν θετικά και αρνητικά φορτία. Οι πυκνωτές συνδέονται σε ένα κύκλωμα, είτε σε σειρά είτε παράλληλα. Αυτή η ενότητα θα καλύψει τον παράλληλο συνδυασμό πυκνωτών.
Παράλληλος συνδυασμός πυκνωτών
Η ενεργή χωρητικότητα C υπολογίζεται συνδυάζοντας έναν αριθμό πυκνωτών χωρητικότητας C1, C2, C3…..Cn. Ωστόσο, ο τρόπος με τον οποίο συνδέονται οι μεμονωμένοι πυκνωτές σε ένα κύκλωμα καθορίζει την πραγματική χωρητικότητα C.
Για να κατανοήσουμε τον παράλληλο συνδυασμό πυκνωτών, ας τακτοποιήσουμε δύο πυκνωτές C1 και C2 παράλληλα. Οι πυκνωτές είναι διατεταγμένοι στο κύκλωμα με τέτοιο τρόπο ώστε οι ακροδέκτες του C1 να συνδέονται με τους ακροδέκτες του C2. Ας εφαρμόσουμε τώρα την ίδια διαφορά δυναμικού και στους δύο πυκνωτές. Η διαφορά δυναμικού συμβολίζεται με V. Οι πυκνωτές που συνδέονται παράλληλα έχουν πάντα την ίδια τάση στις πλάκες τους. Παρά την ίδια διαφορά δυναμικού, τα φορτία πλάκας και στους δύο πυκνωτές δεν είναι ίδια.
Το φορτίο πλάκας του C1 δίνεται από το C1=Q1
Το φορτίο πλάκας του C2 δίνεται από το C2=Q2
Το φορτίο Q είναι ευθέως ανάλογο με τη διαφορά δυναμικού V. Επομένως, ο λόγος QV δίνεται από,
C=QV
Όπου C είναι η χωρητικότητα του πυκνωτή.
Αυτή η εξίσωση μπορεί να ξαναγραφτεί ως Q =CV.
Εφαρμόζοντας την παραπάνω εξίσωση, παίρνουμε Q1=C1V και Q2=C2V
Η συνολική χρέωση Q υπολογίζεται προσθέτοντας όλες τις επιμέρους χρεώσεις.
Q =Q1 + Q2
Εφαρμόζοντας αυτό στην παραπάνω εξίσωση, παίρνουμε
Q =CV =C1V + C2V
Η ενεργή χωρητικότητα C δίνεται από
C =C1 + C2
Ας υποθέσουμε ότι το κύκλωμα περιέχει μια παράλληλη σύνδεση n πυκνωτών, η τιμή του Q δίνεται από
Q =Q1+ Q2+….Qn
Αυτό μπορεί επίσης να γραφτεί ως CV=C1V+C2V+……CnV
Η ισοδύναμη χωρητικότητα δίνεται από
C =C1+ C2 +…..Cn
Οι τιμές που λαμβάνονται στην παράλληλη σύνδεση μιας αντίστασης και ενός πυκνωτή είναι ακριβώς αντίθετες μεταξύ τους. Η παράλληλη σύνδεση έχει ως αποτέλεσμα προσθετικές τιμές για τους πυκνωτές και από την άλλη πλευρά, έχει ως αποτέλεσμα μειωμένες τιμές για αντιστάσεις.
Αν ένα κύκλωμα περιέχει πολλούς πυκνωτές διατεταγμένους σε συνδυασμό σειρών και παράλληλων συνδέσεων, υπολογίστε τις επιμέρους χωρητικότητες των σειρών και των παράλληλων συνδέσεων χωριστά. Συνδυάστε την τιμή για να υπολογίσετε την ισοδύναμη χωρητικότητα ολόκληρου του δικτύου.
Σημασία του παράλληλου συνδυασμού πυκνωτών
Ένα από τα πλεονεκτήματα της παράλληλης σύνδεσης των πυκνωτών είναι η αποθήκευση περισσότερης ενέργειας, καθώς η ισοδύναμη χωρητικότητα είναι το άθροισμα της μεμονωμένης χωρητικότητας όλων των υπαρχόντων πυκνωτών. Με άλλα λόγια, οι πυκνωτές που συνδέονται παράλληλα έχουν υψηλότερες τιμές χωρητικότητας.
Εφαρμογές πυκνωτών που συνδέονται παράλληλα
Οι πυκνωτές που συνδέονται παράλληλα έχουν πολλές εφαρμογές, συμπεριλαμβανομένων των εξής:
Οι εφαρμογές των παράλληλων πυκνωτών φαίνονται στα τροφοδοτικά DC καθώς βοηθούν στην αφαίρεση των κυματισμών AC και φιλτράρουν αποτελεσματικά το σήμα εξόδου.
Μια ομάδα πυκνωτών που συνδέονται μεταξύ τους σε σειρά ή παράλληλα για την αποθήκευση ηλεκτρικής ενέργειας είναι γνωστή ως τράπεζα πυκνωτών. Μια συστοιχία πυκνωτών που χρησιμοποιεί πυκνωτές παράλληλα χρησιμοποιείται για αναγεννητική πέδηση σε τεράστια οχήματα.
Με την παράλληλη σύνδεση υπερπυκνωτών, μπορεί να επιτευχθεί μεγαλύτερη χωρητικότητα άνω των 2000 φαράντ.
Συμπέρασμα
Οι πυκνωτές είναι εξαρτήματα που μπορούν να συγκρατήσουν ένα ηλεκτρικό φορτίο, με τη δυνατότητα να εκφορτίζουν αυτό το φορτίο σε ελεγχόμενες ποσότητες. Η τοποθέτηση πολλών πυκνωτών μαζί μπορεί να είναι χρήσιμη και η παράλληλη τοποθέτησή τους χρησιμοποιείται σε πολλές εφαρμογές. Αυτή η ενότητα εξηγεί λεπτομερώς τους παράλληλους συνδυασμούς πυκνωτών και τις εφαρμογές τους. Όταν κάνετε παράλληλη χωρητικότητα διαφορετικών πυκνωτών, η προκύπτουσα ισοδύναμη χωρητικότητα είναι ίση με το άθροισμα της χωρητικότητας τους.
