5.5 电容器的串并联
(1)电容器的串联使用 一只电容器的一端接另一只电容器的一端,称为串联,如图5-20所示。串联后电容器的容量为这两只电容器容量相乘再除以它们之和,即C=C1C2/(C1+C2)。
图5-20 电容器的串联示意图
电容器串联的一些基本特性与电阻器电路相似,但由于电容器的某些特殊功能使得电容器电路具有以下独特的特性:
① 串联后电容器电路基本特性仍未改变,仍具有隔直流通交流的作用。
② 流过各串联电容器的电流相等。
③ 电容器容量越大,两端电压越小。
④ 电容器越串联,电容量越小(相当于增加了两极板间距,同时U=Q/C)。
电容器串联的意义:由于电容器制作工艺的难易程度不同,所以并不是每种电容量的电容器都直接投入生产。例如常见的电容器有22nF、33nF、10nF(1F=1000mF,1mF=1000μF,1μF=1000nF,1nF=1000pF)但是很少见11nF。若要调试一个振荡电路,正好需要11nF,就可通过两只22nF的电容器进行串联得到11nF。
关于极性电容器的串联:两只有极性电容器的正极或负极接在一起相串联(一般为同耐压、同容量的电容器)时,可作为无极电容器使用。其容量为单只电容器的1/2,耐压为单只电容器的耐压值。
(2) 电容器的并联使用 两个电容器两端并接称为并联,并联后电容器的容量是这两只电容器容量之和,即C=C1+C2。电容器并联时,电容器的耐压值与原电容器相同或高于原电容器。
电容器并联方式与电阻器并联方式是一样的,两只以上电容器采用并接方式与电源连接构成一个并联电路,如图5-21所示。
图5-21 电容器的并联示意图
电容器的并联同样与电阻器的并联在某方面很相似。同样由于电容器本身的特性,电容器并联电路具有以下独特的特性:
① 由于电容器的隔直作用,所有参与电容器并联的电路均不能通过直流电流,也就是相当于对直流形同开路。
② 电容器并联电路中各电容器两端的电压相等,这是绝大多数并联电路的公共特性。
③ 随着并联电容器数量的增加,电容量会越来越大。并联电路的电容量等于各电容器电容量之和。
④ 在并联电路中电容量大的电容器往往起关键作用。因为电容量大的电容器容抗小,当一只电容器的容抗远大于另一只电容器时,相当于开路。
⑤ 并联分流,主线路上的电流等于各电路电流之和。
电容器并联的意义:并联电容器又称移相电容器,主要用于补偿电力网系统感性负荷的无功功率,以提高功率因数,改善电压质量,降低线路损耗。也有稳定工作电路的作用,电容器并联后总容量等于它们的容量相加,但是效果比使用一只电容器好,电容器内部通常是金属一圈一圈缠绕的,电容量越大则金属圈越多,这样等效电感就越大。而用多个小容量的电容器并联方式获得等效的大电容,则可以有效地减少电感的分布。
(3)电容器的混联使用 电容器的混联电路是由电容器的串联与并联混联在一起形成的,如图5-22所示。
图5-22 电容器的混联示意图
在分析电容器的混联电路时,可以先把并联电路中各个电容器等效成一个电容器,然后用等效电容器与另一电容器进行串联分析。