电容元件的串联与并联
多个线性时不变电容元件串联或并联,从端口而言,能够用一个线性时不变电容元件来等效,等效电容元件的电容量与初始电压,可依据端口联络一样的等效准则来断定。
假定串联(或并联)操作发作在时间,串联(或并联)前各电容元件已具有的电压用标明,串联(或并联)操作后,各电容元件的初始电压用标明。
由线性时不变电容元件的性质可知,假定在串联(或并联)刹那间(即时间),电容上没有冲激电流,则电容的电压应接连,即。
【串联】 图6-2-4为n个电容串联,有
(=1,2,…,),
依据KVL,有
其间:为等效电容的初始电压,为等效电容的电容量。
若(=1,2,…,),则电容分压联络为
当时,
【并联】 图6-2-5为n个电容元件并联,因为元件在并联前能够具有纷歧样的电压,而并联后各元件电压应一样,因而在时间,元件的电压呈现跳变,即
(=1,2,…,)
【电荷守恒原理】时间电容上经过冲激电流,冲激电流使各电容的极板电荷瞬刻从头分配,但相联极板电荷总量不变,称为电荷守恒原理。在包括多个电容的割会集,电容电压与割集方向逐一同,该电容的电荷取正值,得到电荷守恒方程
(等效储能)
再运用KCL,有
等效电容元件的电容量为
(等效电容)
【例6-2-2】 图示电路,在时电容的电压已抵达安稳值,电容已被充电到。时开关合上,求和并联后的等效电容量以及等效电容的初始电压。
解 时电容的电压已抵达安稳值,即,依据电容元件的特性,。而,时开关合上,两电容的电压将发作跳变。由电荷守恒原理,留心到相联极板电荷异号,有
且
代入、的数值,解得
因而等效电容的初始电压为;等效电容量。
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