Kokonaiskapasitanssi
Kokonaiskapasitanssi on kahden pisteen välillä olevan sähköverkon, joka koostuu kondensaattoreista, tehokas kapasitanssi. Se kertoo, kuinka paljon varauksia siirtyy kun verkon kautta asetetaan jännite V. Yksikkö on faradi (F); käytetyimmät pienet yksiköt ovat mikrofaradi (µF) ja nanofaradi (nF). Ideaalikondensaattoreiden tapauksessa kokonaiskapasitanssi määritellään kuten C_eq, jos kuvatun verkon kaksi pistettä erotetaan toisistaan.
- Parallel (-sarja, rinnakkain): C_eq = C1 + C2 + ... Tämä pätee kun kondensaattorit ovat toisiinsa saman jännitteen alaisina.
- Series (sarja): 1/C_eq = 1/C1 + 1/C2 + ... Tämä pätee kun kondensaattorit jakavat saman varauksen.
Monimutkaisissa verkoissa kokonaiskapasitanssin määrittäminen voidaan tehdä vaiheittain
- Yksinkertaisten verkkojen reducointi: korvataan peräkkäin sarjat ja paralleliset ryhmät ensin, kunnes jäljellä on yksittäinen C_eq.
- Testijännitemenetelmä: sovelletaan V jännite ja lasketaan saatu kokonaisvaraus Q, jolloin C_eq = Q/V.
- Impedanssien näkökulma: AC-signaalin taajuudella kondensaattoreiden impedanssi on Z = 1/(jωC). Monimutkaisissa verkoissa voit määrittää Z_eq ja hyödyntää
- Kapasitanssi on lineaarinen ominaisuus: C_eq on riippumaton jännitteestä ideaalikondensaattoreilla.
- Energiavarastointi: E = 1/2 C_eq V^2, ja varaus on Q = C_eq V.
- Käyttökohteet: piirikaaviot, suodattimet, kytkinten erottimet ja sähköverkkojen analyysi.
Kaksi kondensaattoria 4 µF ja 6 µF sarjassa: 1/C_eq = 1/4 + 1/6 = 5/12, joten C_eq = 12/5 = 2,4