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电工基础
1.5.3.2 二、电容器的并联
电容器的并联

把两只或两只以上电容器的首与首相连、尾与尾相连,再接到两个节点之间的连接方式称为电容器的并联,如图3-11所示。当单独一只电容器的电容量不能满足电路的要求,而其耐压均满足电路要求时,可将几只电容器并联起来,再接到电路中使用。

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图3-11 电容器的并联电路

实训与思考6

1)按图3-12所示电路(1)连接电路。合上开关,小闹钟开始走动。一段时间后,小闹钟停止走动。用电流表测量电容器工作时的最大电流。在表3-5中记录小闹钟走动的时间和电容器上的电流。

2)按图3-11所示电路(2)连接电路。用电容表测出并联后的总电容量。合上开关,小闹钟开始走动。一段时间后,小闹钟停止走动。用电流表分别测量两只电容器上的最大电流。在表3-5中记录小闹钟走动的时间和电容器上的电流。

3)按图3-11所示电路(3)连接电路。用电容表测出并联后的总电容量。合上开关,小闹钟开始走动。一段时间后,小闹钟停止走动。用电流表测量电容器上流过的最大电流。在表3-5中记录小闹钟走动的时间和电容器的最大电流。

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图3-12 电容器的并联实验

3-5 电容器并联实验记录

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思考分析

◆电容器并联后总的电容量如何变化?储存电荷的能力如何变化?____

◆电容器并联电路中,电容器上的电流与电容量有何关系?____

与电容串联电路一样,再来分析一下电容器并联电路的特性。如图3-11所示,把三只电容器并联起来,当接上电压U后,每一只电容器两极板间的电压都等于AB两点间的电压,即电容器并联时,加在各电容器上的电压是相同的,即

U=U1=U2=U3 (3-9)

每只电容器分配到的电荷量是不同的

Q1=C1UQ2=C2UQ3=C3U

它们从电源获得的总电荷量Q

Q=Q1+Q2+Q3 (3-10)

整个并联电容器组的总电容C

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C=C1+C2+C3 (3-11)

所以,当电容器并联时,总电容量等于各个电容器电容量之和。并联后的总电容量增大了。这种情况相当于增大了电容器极板的有效面积,使电容量增大,它与电阻串联的情况相似,如图3-13所示。

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图3-13 电容器并联的等效电容

如果有n只电容器并联,可推广为

C=C1+C2+C3+…+Cn (3-12)

n只电容器的电容相等,均为C0时,则总电容为

C=nC0 (3-13)

应当指出,电容器并联电路中每只电容器均承受着同样的外加电压。因此,每只电容器的耐压均应大于外加电压。否则,一只电容器被击穿,整个并联电路被短路,会对电路造成危害。

在实际应用中,经常会遇到电容器的混联电路。既有串联电容器组又有并联电容器组的电路称为电容器的混联电路。与分析电阻混联电路一样,电容器的混联电路也需要先对电路进行变形、化简,然后根据串并联电路的特点进行分析和计算,在此不再赘述,可以通过下面的例题来学习。

【例3-6】在如图3-14所示的电路中,C1=C2=C3=0.2μF,C4=C5=0.1μF,求等效电容C

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图3-14 例3-6图

解:此题是电容器混联电路,首先要弄清电容器的串、并联关系,可将图3-14a改画为图3-14b的形式。

C2C3串联,其等效电容C23

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C4C23并联,其等效电容C234

C234=C23+C4=(0.1+0.1)μF=0.2μF

C1C234串联,其等效电容C1234

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C5C1234并联,其等效电容C

C=C5+C1234=(0.1+0.1)μF=0.2μF