Parallel- und Reihenschaltung von Kondensatoren
Gewählt Kondensatoren können auf unterschiedliche Weise miteinander verbunden sein. In diesem Fall können Sie in allen Fällen die Kapazität eines äquivalenten Kondensators ermitteln, der mehrere miteinander verbundene Kondensatoren ersetzen kann.
Für einen Ersatzkondensator ist die Bedingung erfüllt: Wenn die an die Platten des Ersatzkondensators angelegte Spannung gleich der an den Endanschlüssen der Kondensatorgruppe angelegten Spannung ist, sammelt der Ersatzkondensator die gleiche Ladung wie die Gruppe Kondensatoren.
Parallelschaltung von Kondensatoren
In Abb. 1 zeigt die Parallelschaltung mehrerer Kondensatoren. In diesem Fall sind die an den einzelnen Kondensatoren anliegenden Spannungen gleich: U1 = U2 = U3 = U. Ladungen auf den Platten der einzelnen Kondensatoren: Q1 = C1U, B2 = C2U, B3 = C3U, und die von ihnen empfangene Ladung Quelle Q = Q1 + Q2 + Q3.
Reis. 1. Schema der Parallelschaltung von Kondensatoren
Die Gesamtkapazität eines äquivalenten (äquivalenten) Kondensators:
C = Q / U = (Q1 + Q2 + Q3) / U = C1 + C2 + C3,
Das heißt, wenn die Kondensatoren parallel geschaltet sind, ist die Gesamtkapazität gleich der Summe der Kapazitäten der einzelnen Kondensatoren.
Reihenschaltung von Kondensatoren
Wenn die Kondensatoren auf den Platten der einzelnen Kondensatoren in Reihe geschaltet sind (Abb. 3), sind die elektrischen Ladungen gleich groß: Q1= Q2= Q3 = B
Tatsächlich kommen Ladungen von der Stromquelle nur auf den Außenplatten des Kondensatorkreises an, und auf den miteinander verbundenen Innenplatten benachbarter Kondensatoren findet nur die Übertragung derselben Ladung von einer Platte auf eine andere statt (elektrostatische Induktion wird beobachtet). daher gleiche und unterschiedliche elektrische Ladungen.
Reis. 3. Schema der Reihenschaltung von Kondensatoren
Die Spannungen zwischen den Platten der einzelnen Kondensatoren bei Reihenschaltung hängen von den Kapazitäten der einzelnen Kondensatoren ab: U1 = Q / C1, U1 = Q / C2, U1 = Q / C3 und der Gesamtspannung U = U1 + U2 + U3
Die Gesamtkapazität eines äquivalenten (äquivalenten) Kondensators C = Q / U = Q / (U1 + U2 + U3), wenn die Kondensatoren in Reihe geschaltet sind, ist der Kehrwert der Gesamtkapazität gleich der Summe der Kehrwerte der Kapazitäten der einzelnen Kondensatoren.
Äquivalente Kapazitätsformeln ähneln den äquivalenten Leitfähigkeitsformeln.
Beispiel 1… Wenn drei Kondensatoren mit einer Kapazität von C1 = 20 Mikrofarad, C2 = 25 Mikrofarad und C3 = 30 Mikrofarad in Reihe geschaltet sind, muss die Gesamtkapazität bestimmt werden.
Die Gesamtkapazität ergibt sich aus dem Ausdruck 1 / C = 1 / C1 + 1 / C2 + 1 / C3 = 1/20 + 1/25 + 1/30 = 37/300, woraus C = 8,11 μF.
Beispiel 2. 100 Kondensatoren mit einer Kapazität von 2 Mikrofarad sind parallel geschaltet.Bestimmen Sie die Gesamtkapazität. Die Gesamtkapazität beträgt C = 100 CK = 200 Mikrofarad.