Zein dira serieko kapasitateen arazoak eta kalkulua?

Serieko kapasitzaileak oso erabiliak dira elektrizitate-sistemetan, batez ere transmitizio-linietan sistemaren transmitizio-kapazitatea hobetzeko, tentsio-erregulazioa hobetzeko eta galderik gutxiago izateko. Hala ere, serieko kapasitzaileen diseinu eta kalkuluan kontuan hartu beharreko zenbait arazo nagusi daude:

Tentsio-banaketaren arazo

Deskribapena

Askotan kapasitzaileak serieko konexiotan jarri direnean, kapasitzaile bakoitzeko tentsioak ez dira zertarako berdinak, baina proportzionalki banatzen dira haien kapasitate-ehunekiko.

Soluzio

• Tentsio-bereizgarritasuna lortzeko errazterak: Kapasitzaile bakoitzari paralelo errazter bat gehitu ahal dugu kapasitzaile bakoitzeko tentsio-bereizgarritasuna lortzeko.

• Tentsio-bereizgarritasuna lortzeko zirkuitua: Zirkuitu bereizgarritasuna lortzeko espetsiala diseinatu ahal dugu tentsio-bereizgarritasuna lortzeko.

Kalkulu-formula

Serieko kapasitzaileentzat, ekipoizko kapasitatea (Ceq) eta kapasitzaile bakoitzeko tentsioa (Vi) hurrengo formulak erabiliz kalkula daitezke:

Non, Ci i-ren kapasitzailearen kapasitate-balioa den, eta Vtotal tentsio guztia.

Termika estabilitatearen arazo

Deskribapena

Serieko kapasitzaileak lan egitean botako dira, eta ez badago ondo termikoki, kapasitzaileak geroztik jo dezakeen eta hazteko.

Soluzio

• Botaketa-diseinua: Kapasitzaileak ondo botatzeko diseinu bat duela ziurtagarria izan, adibidez, termika sinkroa edo sarrerak sistema.

• Aukera: Ehun termikoki ondo dagoen kapasitzaile-material bat hautatu.

Erresonantziaren arazo

Deskribapena

Serieko kapasitzaileak sistemaren indukzioarekin erresonantzia egin dezakete, tentsioaren edo korrontearen amplitudetan handitzea eragiten dutena, eta gailuak hazteko ahal duena.

Soluzio

• Iragazki: Sistema honetan iragazki egokiak gehitu ahal dira erresonantzia murrizteko.

• Erresonantziaren analisia: Simulazio-analisiaren bidez, erresonantziaren mailetatik saihesteko.

Akatsen babesa

Deskribapena

Serieko kapasitzaileak azkar isolatu behar dira akats baten ondoren, bestela sistema oso kolapsatu daiteke.

Soluzio

• Babes-gailua: Fusioak, itsasaldiak eta beste babes-gailu batzuk instalatu.

• Monitorizazio-sistema: Kapasitzaileen egoera monitorizatu orduan, akatsak betimenez detektatzeko.

Isolamenduaren arazo

Deskribapena

Serieko kapasitzaileek isolamendu ona behar dute, bestela hazteko ahal dira.

Soluzio

• Isolamendu-materialak: Kalitate handiko isolamendu-materialak hautatu.

• Probak: Isolamendu-probak egunerokoak egin isolamendu ona duten ziurtagarria izan.

Erantzun dinamikoa

Deskribapena

Kapasitzaileen prestakuntza aldatu dezake dinamikoki karga aldaketan.

Soluzio

• Simulazio dinamikoa: Simulazio-tresnak erabiliz, kapasitzaileen erantzuna kalkulatzeko.

• Diseinu redundantea: Diseinuan kontuan hartu behar da karga aldaketak kontrolatzeko.

Mantentzea eta bizitza

Deskribapena

Kapasitzaileen mantentzea eta ordezkapena kontuan hartu behar dira sistema luze ituz operatzea.

Soluzio

• Mantentze erregularra: Planifikatu mantentze erregularra kapasitzaileen egoera egiaztatzeko.

• Ordezkapen-plan: Planifikatu ordezkapen arrazonabat bat zaharretasunak eragindako arazoak saihesteko.

Adibide kalkulu

Suposatzen dugula bi kapasitzaile serieko C1=2μF eta C2=4μF ditugula, eta aplikatutako tentsio guztia V total=12V dela, kapasitzaile bakoitzeko tentsioa kalkulatzeko.

Lehenik ekipoizko kapasitatea kalkulatu:

Beraz, kapasitzaile bakoitzeko tentsioa lortuko dugu. Aplikazio praktikan, goian esandako arazo guztiak kontuan hartu behar dira serieko kapasitzaile-sistemak seguru eta estabilizatuta funtzionatzeko.