如何串聯(lián)電容器？為什么串聯(lián)電容器的電荷都相同呢？

電容器是電子電路中的標(biāo)準(zhǔn)組件。電路中實(shí)際使用不同的電容器組合。本文介紹電容器的串聯(lián)和并聯(lián)組合。

串聯(lián)電容器

如何串聯(lián)電容器？

串聯(lián)電容器是指在一條線路中連接兩個(gè)或多個(gè)電容器。一個(gè)電容器的正極板連接到下一個(gè)電容器的負(fù)極板。

這里

QT =Q1 = Q2 = Q3 = ———- = Q

IC = I1 = I2 = I3 = ——— = IN

當(dāng)電容器串聯(lián)時(shí)，所有電容器上的電荷和電流都相同。

為什么串聯(lián)電容器的電荷相同？

對于串聯(lián)電容器，相同數(shù)量的電子將流過每個(gè)電容器，因?yàn)槊總€(gè)板上的電荷來自相鄰的板。所以，庫侖電荷是一樣的。因?yàn)殡娏髦徊贿^是電子的流動(dòng)，電流也是相同的。

什么是等效電容？

等效電容是電容器的總電容。讓我們看看如何計(jì)算它們串聯(lián)時(shí)的電容。

下圖顯示了三個(gè)串聯(lián)到電池的電容器。當(dāng)電容器串聯(lián)連接時(shí)，相鄰的極板由于靜電感應(yīng)而充電。

每個(gè)板塊都有不同的潛力。但是板上的電荷大小是相同的。

C1的第一極將具有等于電池電壓的電位V1，第二極板的電位將小于V1。讓它成為 V2。

C3的第一板將具有電位V5（V5 = V4），而第二板的電位小于V5。讓它成為 V6。

但極板之間的整體電位差等于電池的電動(dòng)勢。

所以 VT = V1+V2+V3

但我們知道，Q=CV

C=Q/V

Ceq = Q/V1 + Q/V2 + Q/V3（因?yàn)殡姾上嗤?/p>

1/Ceq = （V1+ V2+ V3 ）/Q

VT = Q/Ceq = Q/C1 + Q/C2 + Q/C3

因此，1/ceq = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3

如果N個(gè)電容器串聯(lián)連接，則可以給出等效電容如下。

1/Ceq = 1/C1 + 1/C2 +......... + 1/CN

因此，當(dāng)電容器串聯(lián)時(shí)，等效電容的倒數(shù)等于電路中電容器各個(gè)電容的倒數(shù)之和。

串聯(lián)電容器示例

計(jì)算等效電容，當(dāng)連接到0V交流電源時(shí)，串聯(lián)的兩個(gè)電容器組上的單個(gè)壓降分別為1.0uF和2.12uF。

等效電容，

1/ceq = 1/C1 + 1/C2

Ceq = （C1C2） / （C1 + C2）

Ceq = （0.1uF*0.2uF） / （0.1uF+0.2uF）

Ceq = 0.066uF = 66nF

串聯(lián)的兩個(gè)給定電容器上的壓降為：

V1 = （C2VT）/ （C1+C2） = （0.2uF12V）/ （0.1uF+0.2uF） = 8V

V2 = （C1VT）/ （C1+C2） = （0.1uF12V）/ （0.1uF+0.2uF） = 4V

從這些結(jié)果中，我們觀察到等效電容66nF小于給定兩個(gè)電容器的最小電容0.1uF。給定兩個(gè)電容器上的各個(gè)壓降是不同的。

但兩個(gè)電容器的單個(gè)壓降之和等于總電壓。即8V+4V=12V。

現(xiàn)在我們計(jì)算存儲(chǔ)在單個(gè)電容器中的電荷，

Q1 = V1* C1 = 8V * 0.1uF = 0.8uC

Q2 = V2* C2 = 4V * 0.2uF = 0.8uC

在這里，我們觀察到，0.8uC的電荷相等地存儲(chǔ)在串聯(lián)的電容器C1和C2中。

串聯(lián)電容器摘要

? 電容器上的電荷在串聯(lián)連接中相同。

? 電容器的等效電容小于串聯(lián)中的最小電容。

? 串聯(lián)n個(gè)電容器的等效電容為下

1/Ceq = 1/C1 + 1/C2 +......... + 1/CN

并聯(lián)電路中的電容器

為什么要并聯(lián)電容器？

與串聯(lián)相比，并聯(lián)電容器具有優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)電容器并聯(lián)時(shí)，總電容值增加。有些應(yīng)用需要更高的電容值。

如何并聯(lián)電容器？

什么是并聯(lián)電容器的等效電容？

• 所有并聯(lián)的電容器具有相同的電壓，并且等于施加在電路輸入和輸出端子之間的VT。
• 然后，并聯(lián)電容器在其兩端有一個(gè)“公共電壓”電源，即VT = V1 = V2等。
• 電容器并聯(lián)電路的等效電容Ceq等于電容器的所有單個(gè)電容相加的總和。
• 這是因?yàn)殡娐分忻總€(gè)電容器的頂板都連接到相鄰電容器的頂板。以同樣的方式，電路中每個(gè)電容器的底板連接到相鄰電容器的底板。

讓我們看看如何計(jì)算并聯(lián)時(shí)電容器的等效電容。考慮連接兩個(gè)電容器，如下電路所示。

電路中的總電荷（Q）在兩個(gè)電容器之間分配，這意味著電荷Q在并聯(lián)連接的電容器之間分配自身。電荷Q等于所有單個(gè)電容器電荷的總和。

因此 Q=Q1+Q2

其中Q1，Q2是電容器C1和C2的電荷。

我們知道，

Q=Ceq VT

這里，Q = Q1+Q2

Ceq VT = C1xV1+C2xV2

由于 VT = V1 = V2 = V

Ceq VT = C1xV+C2xV

Ceq VT = （C1+C2）V

因此 Ceq=C1+c2

如果N個(gè)電容器并聯(lián)，則Ceq=C1+C2+C3+——Cn。

因此，并聯(lián)連接的電容器的等效電容等于電路中電容器的單個(gè)電容之和。

并聯(lián)例No1中的電容器

考慮兩個(gè)電容C1 =0.2uF和C2 =0.3uF的電容值，如上圖4所示?，F(xiàn)在計(jì)算電路的等效電容。

我們知道等效電容，

Ceq = C1 + C2

Ceq =0.2uF + 0.3uF

Ceq =0.5uF

關(guān)于并聯(lián)電容器電路，要記住的重要一點(diǎn)是，當(dāng)我們將值相加時(shí)，任何兩個(gè)或多個(gè)并聯(lián)在一起的電容器的等效電容（Ceq）將始終大于電路中最大電容器的值。因此，在上面的示例中，Ceq = 0.5uF，而電路中的最大值電容器僅為0.3uF。

當(dāng)電容器并聯(lián)時(shí)？

以下是電容器并聯(lián)的一些應(yīng)用。

• 在某些直流電源中，為了更好地濾波，使用具有出色紋波因數(shù)的小電容器。它們并聯(lián)以增加電容值。
• 這可用于汽車行業(yè)的大型車輛，如用于再生制動(dòng)的有軌電車。這些應(yīng)用可能需要比市場上通?？捎玫碾娙莞蟮碾娙葜?。

并聯(lián)電容器摘要

1. 并聯(lián)時(shí)，電容器上的電壓相同。并聯(lián)電容器的等效電壓等于并聯(lián)電容器的最小額定電壓。
2. 電容器的總電容值是并聯(lián)連接的所有電容值的總和。
3. n個(gè)并聯(lián)電容的等效電容為Ceq=C1+C2+C3...快遞之家。