Tụ điện mắc nối tiếp và song song

Tụ điện mắc song song

Các tụ điện được nối song song với nhau khi cả hai đầu của nó được nối với mỗi đầu của tụ điện khác.

Điện áp (Vc) được nối trên tất cả các tụ điện mắc song song là như nhau. Các tụ điện song song có nguồn cấp điện áp chung. Ví dụ trường hợp đoạn mạch AB có 3 tụ mắc song song với nhau với VAB = 12V thì

VC1 = VC2 = VC3 = VAB = 12V

Khi mắc các tụ điện song song điện dung tổng hoặc tương đương CT trong mạch bằng tổng của tất cả các tụ điện riêng lẻ mắc vào nhau. Điều này là do bản trên cùng của tụ điện, C1 được nối với bản trên cùng của C2 được nối với bản trên của C3, v.v.

Điều này cũng đúng với các bản dưới cùng của tụ điện. Khi đó, nó giống như khi ba bộ bản tụ điện chạm vào nhau và bằng một bản tụ điện đơn lớn, do đó làm tăng diện tích hiệu dụng bản tụ điện tính bằng m2.

Vì điện dung, C liên quan đến diện tích bản tụ (C = ε (A / d)) nên giá trị điện dung kết hợp cũng sẽ tăng lên. Nói cách khác, tổng điện dung bằng tổng của tất cả các điện dung riêng lẻ song song. Bạn có thể thấy tổng điện dung của các tụ điện song song giống như tổng điện trở của các điện trở nối tiếp.

Tụ điện mắc nối tiếp

Đối với các tụ điện mắc nối tiếp, dòng điện nạp (iC) chạy qua các tụ điện là giống nhau cho tất cả các tụ điện vì nó chỉ có một đường đi.

Khi đó, các tụ điện mắc nối tiếp đều có cùng cường độ dòng điện chạy qua chúng là 

It = I1 = I2 = I3, v.v …

 Do đó mỗi tụ điện sẽ lưu trữ cùng một lượng điện tích Q trên các bản tụ điện bất kể điện dung của nó. Điều này là do điện tích được tích trữ bởi một bản của một tụ điện bất kỳ phải đến từ bản của tụ điện liền kề của nó. Do đó, các tụ điện mắc nối tiếp với nhau phải có cùng điện tích.

Qt = Q1 = Q2 = Q3…

Xét đoạn mạch trong đó ba tụ điện C1, C2 và C3 mắc nối tiếp với nhau thành một nhánh nối tiếp qua một nguồn điện áp giữa hai điểm A và B.

Trong đoạn mạch song song trước ta thấy rằng tổng điện dung, CT của đoạn mạch bằng tổng của tất cả các tụ riêng lẻ mắc vào nhau. Tuy nhiên, trong một mạch nối tiếp, CT điện dung tổng hoặc tương đương được tính khác.

Trong đoạn mạch nối tiếp phía trên bản bên phải của tụ điện thứ nhất, C1 nối với bản bên trái của tụ điện thứ hai, C2 có bản bên phải nối với bản bên trái của tụ điện thứ ba là C3. Kết nối nối tiếp này có nghĩa là trong mạch điện một chiều, tụ điện C2 được cách ly hiệu quả khỏi mạch.

Kết quả của việc này là diện tích hiệu dụng bản tụ đã giảm xuống điện dung riêng lẻ nhỏ nhất được mắc trong chuỗi nối tiếp. Do đó, điện áp rơi trên mỗi tụ điện sẽ khác nhau tùy thuộc vào giá trị của điện dung riêng lẻ.

Khi tmắc các tụ điện nối tiếp, nghịch đảo (1 / C) của các tụ điện riêng lẻ được cộng lại với nhau (giống như các điện trở mắc song song) thay vì chính điện dung của chúng. Khi đó tổng giá trị của các tụ điện mắc nối tiếp bằng nghịch đảo của tổng nghịch đảo của các điện dung riêng lẻ.

1/Ct = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3 +...