等效电容 Equivalent Capacitance
几只电容串并联后合起来相当于多大的一只电容。
等效电容是指几只电容按某种方式连接后,从外部看整体相当于一只多大的电容。用一只这样的电容替换掉整组,对电路其余部分没有任何区别,这个替代值就是等效电容。它让复杂的电容组合能被简化成一个数来分析。
算法取决于连接方式,而且和电阻正好相反:
- 并联时各电容接在同一对节点上,等效电容等于各电容之和 C = C1 + C2 + …,越并越大,总容量比其中任何一只都大
- 串联时电容首尾相接,等效电容的倒数等于各电容倒数之和 1/C = 1/C1 + 1/C2 + …,算出来比串联中最小的那只还小
为什么串联反而变小?因为串联相当于把极板间的距离加大了,储存能力下降;但好处是耐压提高。设计时常用串联提高耐压、用并联加大容量。
常见误区是把电容的串并联规律和电阻记反了——电阻串联相加、并联变小,电容恰好倒过来。另外串联时电压会不均匀分摊到各只电容上,容量小的那只分到的电压反而更高,选型要留足耐压余量。
关于等效电容的常见问答
电容并联和串联分别怎么算?并联直接相加,C=C1+C2+…,总容量变大;串联按倒数相加再取倒数,1/C=1/C1+1/C2+…,总容量变小。记法是并联加容量、串联减容量。
为什么电容串联后容量反而变小?串联相当于把极板间距离拉大,等效容量按倒数相加,必然比最小的那只还小。两只相等电容串联,容量正好是单只的一半。好处是耐压提高了。
电容的串并联和电阻一样吗?正好相反。电阻串联相加、并联变小;电容并联相加、串联变小。很容易记反,用的时候要留意。