电容器的串联和并联

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。欧宝官网app苹果下载

电容器的串联和并联

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。

电容串联

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欧宝官网app苹果下载时,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。

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