Что считает этот калькулятор
Инструмент вычисляет эквивалентную (общую) ёмкость двух конденсаторов для двух базовых схем соединения — последовательной и параллельной. Расчёт ёмкости подчиняется универсальным законам физики, поэтому одни и те же формулы работают везде, без каких-либо региональных особенностей. Выберите единицу измерения (фарад, миллифарад, микрофарад, нанофарад, пикофарад или фемтофарад) — и ответы будут даны в той же единице.
Как пользоваться
Введите значение первого конденсатора в поле «Ёмкость C1», а второго — в поле «Ёмкость C2». Выберите единицу измерения из выпадающего списка — она применяется сразу к обоим значениям. Калькулятор выдаст последовательную ёмкость Cs и параллельную ёмкость Cp в выбранной вами единице.
Разбираем формулы
При последовательном соединении заряд проходит через оба конденсатора, поэтому складываются их обратные величины: \( \frac{1}{C_s} = \frac{1}{C_1} + \frac{1}{C_2} \), что сводится к
$$C_{series} = \frac{\text{C}_1 \cdot \text{C}_2}{\text{C}_1 + \text{C}_2}$$Результат всегда меньше меньшего из двух конденсаторов. При параллельном соединении фактически складываются площади обкладок, поэтому
$$C_{parallel} = \text{C}_1 + \text{C}_2$$это значение всегда больше любого из конденсаторов. Поскольку оба значения заданы в одной и той же единице, единичный множитель сокращается в отношении для последовательной схемы и выносится за скобки в сумме для параллельной, так что результаты сразу выражаются в единице ввода.
Пример расчёта
Возьмём \(C_1 = 100\) мкФ и \(C_2 = 300\) мкФ. Последовательное соединение:
$$C_s = \frac{100 \times 300}{100 + 300} = \frac{30000}{400} = 75 \text{ мкФ}$$Параллельное соединение:
$$C_p = 100 + 300 = 400 \text{ мкФ}$$Обратите внимание: значение для последовательной схемы (75 мкФ) меньше меньшего конденсатора (100 мкФ), а для параллельной (400 мкФ) — больше обоих.
Частые вопросы
Почему ёмкость при последовательном соединении меньше? Соединяя конденсаторы последовательно, мы увеличиваем эффективное расстояние между обкладками, а это снижает ёмкость — сумма обратных величин гарантирует, что Cs окажется меньше самого маленького конденсатора.
Что будет, если один конденсатор равен нулю? Нулевой (или разорванный) конденсатор в последовательной цепи перекрывает прохождение заряда, поэтому \(C_s = 0\). При параллельном соединении Cp будет просто равно ненулевому конденсатору.
Должны ли единицы измерения совпадать? Да — калькулятор использует одну единицу для обоих значений, и результаты выводятся в той же единице.
