电容器是电子电路中的标准元件。电路中实际使用不同的电容器组合。本文介绍了电容器的串、并联组合。
大纲
电容串联
如何串联电容?
串联电容器是指两个或两个以上的电容器连接在一条线路上。一个电容器的正极板连接到下一个电容器的负极板。
在这里,
Qt = q1 = q2 = q3 = - = q
IC = i1 = i2 = i3 =——= in
当电容串联时，对所有的电容充电和电流相同。
为什么串联电容器的电荷是一样的?
对于串联电容器，相同数量的电子将流经每个电容器，因为每个极板上的电荷来自相邻的极板。所以库仑电荷是一样的。因为电流只不过是电子的流动，所以电流也是一样的。
等效电容是多少?
等效电容是电容器的总电容。让我们看看当它们串联时，如何计算电容。
下图显示了三个串联到电池上的电容。当电容器串联时，相邻的极板由于静电感应而带电。
每个板块都有不同的势。但是平板上电荷的大小是一样的。
C1的第一极板电势V1等于电池的电压，第二极板电势小于V1。设它是V2。
现在C2的第一个板的势等于V2第二个板的势小于V3设它是V4。
C3第一块板的电位为V5 (V5=V4)，第二块板的电位小于V5。让它是V6。
但是两个极板之间的总电位差等于电池的电动势。
所以VT = V1+V2+V3
但我们知道Q=CV
C = Q / V
Ceq = Q/V1 + Q/V2 + Q/V3(电荷相同)
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个电容串联，则等效电容如下所示。
1/Ceq = 1/C1 + 1/C2 +......... + 1/CN
因此，当电容串联时，等效电容的倒数等于电路中各电容的倒数之和。
系列电容器的例子
计算等效电容，当连接到12V交流电源时，两个串联电容的电压降分别为0.1uF和0.2uF。
等效电容,
1/Ceq = 1/C1 + 1/C2
Ceq = (C1C2) / (C1 + C2)
Ceq = (0.1uF*0.2uF) / (0.1uF+0.2uF)
Ceq = 0.066uF = 66nF
两个给定电容串联时的电压降为，
V1 = (C2 * VT) / (C1 + C2) = (0.2 uf * 12 v) / (0.1 uf + 0.2 uf) = 8伏特
V2 = (C1 * VT) / (C1 + C2) = (0.1 uf * 12 v) / (0.1 uf + 0.2 uf) = 4伏
从这些结果可以看出，等效电容66nF小于给定两个电容的最小电容0.1uF。给定的两个电容器上的单个电压降是不同的。
但是两个电容的单个电压降之和等于总电压。即8 v + 4 = 12 v。
现在我们计算单个电容器中存储的电荷，
Q1 = V1* C1 = 8V * 0.1uF = 0.8uC
Q2 = V2* C2 = 4V * 0.2uF = 0.8uC
在这里我们观察到，等电荷0.8uC存储在电容C1和电容C2串联。
串联电容器摘要
•串联时电容的电荷相同。
•电容的等效电容小于串联中的最小电容。
•n个串联电容的等效电容为
1/Ceq = 1/C1 + 1/C2 +......... + 1/CN
并联电路中的电容器
为什么我们要并联电容器?
电容器并联比串联有一个优点。当电容器并联时，总电容值增加。有些应用需要更高的电容值。
如何并联电容器?
下图显示并联电容器的连接。所有的正极连接到一点，负极连接到另一点。
并联电容器的等效电容是多少?
- 并联连接的所有电容电压相等，等于施加在电路输入端和输出端之间的VT。
- 然后，并联电容器有一个“共同电压”电源跨越他们。VT = V1 = V2等。
- 电容并联时电路的等效电容Ceq等于所有电容的单独电容之和。
- 这是因为电路中每个电容的顶板都与相邻电容的顶板相连。同样，电路中每个电容器的底板与相邻电容器的底板相连。
让我们看看如何计算电容器并联时的等效电容。考虑如下图所示连接的两个电容。
整个电路的总电荷(Q)在两个电容之间分配，意味着电荷Q在并联的电容之间分配。电荷Q等于所有单个电容电荷的总和。
因此Q = Q1 + Q2
Q1 Q2是电容C1和C2的电荷。
我们知道,
Q =测查VT
这里Q = Q1+Q2
Ceq VT = C1xV1+C2xV2
因为VT = V1 = V2 = V
Ceq VT = C1xV+C2xV
V = (c + c)V
因此测查= C1 + c2
如果N个电容器并联，则Ceq=C1+C2+C3+—Cn
因此，并联连接的电容器的等效电容等于电路中各电容器的电容之和。
并联例子1中的电容器
考虑两个电容C1 =0.2uF和C2 =0.3uF的电容值，如图4所示。现在计算电路的等效电容。
我们知道等效电容，
Ceq = C1 + C2
Ceq =0.2uF + 0.3uF
测查= 0.5佛罗里达大学
关于并联电容电路有一点要记住，当我们把两个或两个以上并联电容相加时，等效电容(Ceq)总是大于电路中最大电容的值。所以在我们上面的例子中Ceq =0.5uF，而电路中最大的电容值只有0.3uF。
当电容器并联时?
这里有一些电容器并联的应用。
- 在一些直流电源中，为了得到更好的滤波效果，使用了具有更好纹波系数的小电容器。它们并联以增加电容值。
- 这可以用于汽车工业的大型车辆，如电车的再生制动。这些应用可能需要比市场上通常提供的电容值大的电容值。
并联电容器总结
- 并联时电容器上的电压相同。并联电容器的等效电压等于并联电容器的最小额定电压。
- 电容的总电容值是并联连接的所有电容值的总和。
- n个并联电容的等效电容为Ceq=C1+C2+C3…Cn。
