Общая емкость последовательно соединенных конденсаторов. Информация Схема подключения конденсатора (накопителя) к усилителю

а) параллельно конденсатору большой емкости включать точно такой же конденсатор, но маленькой емкости;

б) вместо одного конденсатора большой емкости включать два-три конденсатора меньшей емкости того же типа;

в) вместо одного конденсатора большой емкости включать много конденсаторов небольшой емкости.

Естественно, включать надо параллельно, при этом емкости суммируются, и общая емкость во всех этих случаях получается одинаковой. Давайте разберемся в данном вопросе (вся необходимая информация есть в таблице 1 и рис. 47).

Вариант а). Говорят, что маленький конденсатор будет помогать работать большому.

Максимальной рабочей частотой конденсатора можно считать ту частоту, на которой его сопротивление минимально. Дальше с ростом частоты полное сопротивление конденсатора начинает расти – это сказывается индуктивность конструкции конденсатора. При этом индуктивное сопротивление перевешивает емкостное, и конденсатор ведет себя как катушка индуктивности. То есть уже и не является конденсатором.

Для конденсатора малой емкости минимум сопротивления действительно наступает на большей частоте, но его сопротивление все равно больше, чем у конденсатора большой емкости (свойства которого на этой частоте уже ухудшаются). А ведь главная задача конденсатора на этих частотах – пропускать через себя ток нагрузки, как можно меньше на него влияя. Поэтому чем у конденсатора сопротивление меньше, тем лучше. И конденсатор малой емкости не очень-то и поможет "большому" конденсатору, слишком уж велико его сопротивление. Только в точке А сопротивления обоих конденсаторов становятся равными, и на более высокой частоте у конденсатора малой емкости сопротивление меньше, чем у "большого". Но посмотрите – в этой точке уже и конденсатор малой емкости работает плохо! В реальности эти графики показаны на рис. 47, где цифрами 1…5 обозначены конденсаторы меньшей емкости, а цифрами 8… 12 – конденсаторы большей емкости.

А вот если в системе присутствует керамический или пленочный конденсатор, то он хорошо работает и на этой частоте, и на более высоких частотах (рис. 48). Только емкость его должна быть достаточно большой,

чтобы на нужных частотах он имел низкое сопротивление.

Вывод: параллельное подключение электролитического конденсатора малой емкости заметной пользы не принесет (хоть и не навредит), гораздо выгоднее шунтирование электролита большой емкости хорошим пленочным конденсатором, который наверняка гораздо более высокочастотный.

Напрашивается вопрос: а для чего же так делают? И даже в промышленной аппаратуре? Ну, во-первых, иногда действительно можно подобрать условия, когда "маленький" конденсатор немного поможет. А главное

– почему бы не поставить такой конденсатор, раз в него верят покупатели? Тем более что он очень дешевый.

Вариант б). Вместо одного конденсатора большой емкости включаем два конденсатора меньшей емкости того же типа. Рассмотрим эту ситуацию для конденсаторов, приведенных в двух последних строках таблицы 1. Допустим, мы ставим два конденсатора 4700 мкФ вместо одного 10000 мкФ. Тогда их сопротивление будет 0,071/2 = 0,0355 Ом, а допустимый ток 3-2=6 ампер. Получается, по ESR примерно то же самое, а по току так даже лучше, чем одиночный конденсатор. Только надо помнить, что у конденсаторов довольно большой разброс, так что можно вместо одного хорошего поставить два плохих. Или наоборот. Более длинные провода, соединяющие два конденсатора, будут иметь большее сопротивление, чем у одиночного. Да и токи заряда конденсаторов будут немного неодинаковыми. В результате это небольшое преимущество от удвоения конденсаторов, скорее всего, будет "съедено" неидеальностью остальных элементов схемы.

Так что в данном случае можно считать эти варианты выбора конденсаторов равноценными. И выбирать тот или иной вариант из каких-либо других соображений. Например, какие конденсаторы поместятся в ваш корпус. Или какие конденсаторы продаются в вашем городе.

Вариант в). Ставим 10 конденсаторов 1000 мкФ вместо одного на 10000 мкФ. Что говорит математика: ESR = 0,199/10 = 0,0199 Ом (по сравнению с 0,033 Ом для конденсатора 10000 мкФ), максимальный ток = 10-1,4= 14А (по сравнению с 5 А конденсатора 10000 мкФ). Вроде бы выигрыш по сопротивлению в 1,5 раза, а по току почти в 3 раза. Судя по полученным цифрам, много конденсаторов лучше, чем один.

Слышали когда-нибудь, как ругают теоретиков, говоря, что на практике получается все совсем не так, как у них в теории? Это про таких горе-теоретиков, которые просто умножат-разделят числа, и не подумают об остальных факторах, влияющих на ситуацию. Посмотрите на рис. 49. Индуктивности и резисторы – это сопротивление и индуктивность проводников, соединяющих всю эту кучу конденсаторов. Поскольку конденсаторов теперь много, то длина проводов существенно увеличивается, растут и индуктивности-сопротивления. Вот тут-то и теряются все преимущества, которые мы насчитали по формулам! Нет, формулы правильные! Только они не учитывают эти вот элементы – ведь мы написали эти формулы без их учета, не подумав про них.

В результате общее сопротивление может получиться даже больше, чем у одиночного конденсатора боль-

шой емкости, а ток распределяется очень неравномерно. Например, при заряде конденсаторов, заряд начинается с самого левого по схеме С1, и в него в самый первый момент времени течет весь максимальный ток (в С2 ток потечет только после того, как С1 уже немного зарядится), а конденсатор-то рассчитан всего на 1,4 ампера! Поэтому может случиться, что этот конденсатор будет перегружаться зарядным током, а значит, долго не проживет. Точно также, разряжается первым самый правый конденсатор СЮ, и он будет перегружаться разрядным током.

В общем, все преимущества обычно получаются только на бумаге. Это как раз та ситуация, когда "слишком хорошо – тоже не хорошо". Все всегда должно быть в разумных пределах, а здесь мы из них вышли. Собственно, "много маленьких" конденсаторов не всегда будет хуже, чем "один большой", но далеко и не всегда будет лучше. Хороший профессионал сможет извлечь пользу из такого включения (когда оно оправданно), а новичок скорее всего все испортит.

На самом деле, есть случай, когда параллельное включение двух-трех конденсаторов принесет пользу. Например, когда конденсатор фильтра установлен возле горячего диода и не удается его отодвинуть. Тогда при нескольких конденсаторов греться будет только один из них.

И еще. При любом наборе электролитов, подключение пленочного конденсатора только приветствуется.

Порядок безопасного заряда и разряда конденсатора (накопителя) и принципиальная схема подключения конденсатора (накопителя) к усилителю.

И так. Для чего же нужен конденсатор (накопитель) в звуковом тракте нашей аудиосистемы? Нужно для себя уяснить, что никаких волшебных свойств у самого конденсатора (накопителя) по сравнению с аккумулятором НЕТ! Конденсатор (накопитель) выполняет роль дополнительной ёмкости плюсом к нашему аккумулятору. Не больше. С таким же толком можно было поставить и дополнительный аккумулятор в цепь питания усилителей. И толку было бы ещё больше, так как ёмкость дополнительного аккумулятора, естественно, выше.

Полезное замечание 1:

Основной единицей электрической емкости является фарада (сокращенно Ф), названная так в честь английского физика М. Фарадея. Однако 1 Ф-это очень большая емкость. Земной шар, например, обладает емкостью меньше 1 Ф. В электро и радиотехнике пользуются единицей емкости, равной миллионной доле фарады, которую называют микрофарадой (сокращенно мкФ). В одной фараде 1000000 мкФ, т.е. 1 мкФ = 0,000001 Ф. Но и эта единица емкости часто оказывается слишком большой. Поэтому существует еще более мелкая единица емкости, именуемая пикофарадой (сокращенно пФ), представляющая собой миллионную долю микрофарады, т.е. 0,000001 мкФ; 1 мкФ = = 1000000 пФ.

Нажмите, чтобы раскрыть...

Полезное замечание 2 (Википедия):

Фарад - очень большая ёмкость для уединённого проводника. Ёмкостью 1 Ф обладал бы уединённый металлический шар, радиус которого равен 13 радиусам Солнца. Ёмкость же шара размером с Землю, используемого как уединённый проводник, составляла бы около 710 микрофарад.

Нажмите, чтобы раскрыть...

К чему я это указал ? Некоторые производители указывают ёмкость своих конденсаторов именно в фарадах ! Наводит на определённые мысли... Хотя... это уже не ново. Такая же сомнительная информация и с нереальными ваттами и даже киловаттами на красивых коробочках новых усилителей.

В фарадах измеряют электрическую ёмкость проводников. Не стоит путать электрическую ёмкость и электрохимическую ёмкость батареек и аккумуляторов. Она имеет другую природу и измеряется в других единицах - ампер-часах. Соразмерных электрическому заряду (1 ампер-час равен 3600 кулонам).

Единственным полезным свойством конденсатора (накопителя) является способность быстро накапливать и быстро отдавать. Этот момент очень важен! Если конденсатор (накопитель) будет быстро накапливать , а АКБ такими характеристиками (отдавать ) похвастаться не сможет, тогда что толку от конденсатора (накопителя)? Из этого можно сделать вывод, что конденсатор (накопитель) не улучшает характеристики аккумулятора или чего то ещё, а работает в тандеме с аккумулятором. То есть это общая система - конденсатор (накопитель) + аккумулятор . И их характеристики должны быть грамотно подобраны.

Но, коль решили внедрить конденсатор (накопитель) в схему питания, как же правильно его установить?

Нельзя включить в цепь питания усилителей пустой (не заряженный) конденсатор. Это может быть чревато нехорошими последствиями. Что нужно сделать?

Заряд конденсатора (накопителя). ​


Снимаем плюсовую клемму с АКБ. Подсоединяем к плюсовому силовому проводу резистор (25 Ом, 1/2 Вт), или 12В автомобильную лампочку.

Крепим силовой провод с внедрённым в его цепь резистором (или лампочкой) к терминалу конденсатора (накопителя).

Подсоединяем плюсовой провод к аккумулятору.

Вот такая последовательность.

Время заряда конденсатора (накопителя), как правило, указывается в инструкции к самому конденсатору (накопителю). Или когда значения на табло вольтметра конденсатора (накопителя) достигнут 12 -13 вольт.

При заряде конденсатора (накопителя) через автомобильную лампочку осуществляется до полного потухания спирали самой лампочки.

Схема подключения конденсатора (накопителя) к усилителю. ​


Конденсатор (накопитель) подключаем к усилителю параллельно, по следующей схеме.

Силовые провода от конденсатора (накопителя) до усилителя не должны быть длиннее 50 см. То есть размещаем конденсатор (накопитель) как можно ближе к усилителю.

Поделиться: