4.1.8 电容器的串联与并联
在使用电容器时,如果无法找到合适容量或耐压的电容器,可将多个电容器进行并联或串联来得到需要的电容器。
1. 电容器的并联
两个或两个以上电容器头头相连、尾尾相接称为电容器并联。电容器的并联如图4-12所示。
图4-12 电容器的并联
电容器并联后的总容量增大,总容量等于所有并联电容器的容量之和,以图4-12(a)所示电路为例,并联后总容量为
C=C1+C2+C3=(5+5+10)μF=20μF
电容器并联后的总耐压以耐压最小的电容器的耐压为准,仍以图4-12(a)所示电路为例,C1、C2、C3的耐压不同,其中C1的耐压最小,故并联后电容器的总耐压以C1的耐压6.3V为准,即加在并联电容器两端的电压不能超过6.3V。
根据上述原则,图4-12(a)所示的电路可等效为图(b)所示电路。
2. 电容器的串联
两个或两个以上电容器在电路中头尾相连就是电容器的串联。电容器的串联如图4-13所示。
图4-13 电容器的串联
电容器串联后总容量减小,总容量比其中容量最小的电容器的容量还小。电容器串联后,总容量的倒数等于各电容器容量倒数之和,这与电阻器的并联计算相似。以图4-13(a)所示电路为例,电容器串联后的总容量计算如下:
所以图4-13(a)所示电路与图(b)所示电路是等效的。
在电路中,串联的各电容器两端的电压与容量呈反比,即容量越大,电容器两端电压越低,这个关系可用下式表示:
以图4-13(a)所示电路为例,C1的容量是C2容量的10倍,用上式计算可得,C2两端的电压U2是C1两端电压U1的10倍。如果交流电压U为11V,则U1=1V,U2=10V。若C1、C2都是耐压为6.3V的电容器,就会出现C2先被击穿短路(因为它两端有10V电压),11V电压马上全部加到C1两端,接着C1被击穿损坏。
当电容器串联时,容量小的电容器应尽量选用耐压大的,以接近或等于电源电压为佳,因为当电容器串联时,容量小的电容器两端电压比容量大的电容器两端电压大,即容量越小,两端承受的电压越高。