Kondensatoren werden in vielen Anwendungen in Reihenschaltung, Parallelschaltung oder auch gemischter Schaltungstechnik eingesetzt. Die Parallelschaltung ist einfacher zu verstehen, deshalb betrachten wir sie zuerst.
Durch die Parallelschaltung stehen sich mehr Platten gegenüber und somit erhöht sich die Plattenoberfläche proportional. Entsprechend erhöht sich auch die Kapazität in der Gesamtschaltung.
Bei der folgenden Aufgabe ist eine zusätzliche Schwierigkeit zu finden, da die Vorsilben der Kapazitätswerte unterschiedlich sind. Man muss zuerst alle Werte auf eine gemeinsame Vorsilbe umwandeln. Die Zahlen sollen nicht zu groß und nicht zu klein werden, deshalb empfiehlt es sich, die Vorsilbe nano ($n$) zu wählen.
$\begin{split} 0,1 µF &= 100 nF \ 50000 pF &= 50 nF\end{split}$
Jetzt muss man nur noch alle Werte in $nF$ addieren.
Prüfungsfrage ED117
Drei Kondensatoren mit den Kapazitäten $C_1$ = 0,1 μF, $C_2$ = 150 nF und $C_3$ = 50000 pF werden parallel geschaltet. Wie groß ist die Gesamtkapazität?
A
0,255 μF
B
0,2 μF
C
0,027 μF
D
0,3 μF
Prüfungsfrage ED118
Wie groß ist die Gesamtkapazität von drei parallel geschalteten Kondensatoren von 22 nF, 0,033 μF und 15000 pF?
A
0,070 μF
B
700 nF
C
7021 pF
D
40,3 nF
Bei einer Reihenschaltung von Kondensatoren, wie in Abbildung E-6.4.1 gezeigt, erhöht sich die Spannungsfestigkeit, allerdings verringert sich die Kapazität. Selbstverständlich kann man wieder die Gesamtkapazität berechnen. Diese ist sehr ähnlich zur Parallelschaltung von Widerstanden:
$\frac{1}{C_{\mathrm{ges}}} = \frac{1}{C_{1}} + \frac{1}{C_{2}} + \frac{1}{C_{3}}$
Bei der Lösung der Aufgaben empfiehlt sich folgende Vorgehensweise:
Skizziere die Schaltung
Schreibe die Kapazitätswerte zu den Bauteilen.
Wandle in gleiche Vorsilben um.
Vereinfache die Schaltung durch Zusammenführung von gleichartigen Schaltungsgruppen
Berechne schrittweise die Gesamtkapazität
Wenn alle Kondensatoren gleiche Kapazitätswerte haben, dann kann man die Gesamtkapazität leicht berechnen, indem eine Einzelkapazität durch 3 dividiert wird. In der folgenden Aufgabe rechnet man $0,33 µF / 3 = 0,11 µF$.
Prüfungsfrage ED119
Eine Reihenschaltung besteht aus drei Kondensatoren von je 0,33 μF. Wie groß ist die Gesamtkapazität dieser Schaltung?
A
0,099 μF
B
0,990 μF
C
0,011 μF
D
0,110 μF
Bei der Reihenschaltung von Kondensatoren in der folgenden Aufgabe findet man $µF$ und $nF$ als Vorsilbe. Es ist sehr sinnvoll, $200000 nF$ zuerst in $200 µF$ umzuwandeln. Bei einer Reihenschaltung kann man nun die Formel aus der Formelsammlung anwenden.
$C_{\mathrm{ges}} =\frac{1}{\frac{1}{100 µF} + \frac{1}{50 µF} + \frac{1}{100 µF}}$
Prüfungsfrage ED120
Welche Gesamtkapazität ergibt sich bei einer Reihenschaltung der Kondensatoren 100 μF, 200000 nF und 200 μF?
A
50 μF
B
320 nF
C
102 μF
D
300,2 μF
Bei der nächsten Frage werden 3 Kondensatoren in Reihen- und Parallelschaltung kombiniert.
Prüfungsfrage ED121
Welche Gesamtkapazität hat die folgende Schaltung? Gegeben: $C_1$ = 10 nF; $C_2$ = 10 nF; $C_3$ = 5 nF
A
5 nF
B
25 nF
C
10 nF
D
20 nF
Welcher Schaltungsteil kann zuerst vereinfacht werden? Richtig: die Reihenschaltung.
Diese Teilgruppe hat als Gesamtkapazität die Hälfte von $10 nF$, also $5 nF$. Jetzt ist es einfacher weiterzurechnen, da bei einer Parallelschaltung die Kapazitätswerte addiert werden. Gratulation zum Ergebnis von $10 nF$.
Die weiteren Aufgaben sind ähnlich und leicht lösbar.
Prüfungsfrage ED122
Welche Gesamtkapazität hat diese Schaltung, wenn $C_1$ = 2 μF, $C_2$ = 1 μF und $C_3$ = 1 μF betragen?
A
4400 nF
B
1,0 μF
C
2,5 μF
D
4,0 μF
Prüfungsfrage ED123
Welche Gesamtkapazität hat die folgende Schaltung? Gegeben: $C_1$ = 8 nF; $C_2$ = 4 nF; $C_3$ = 4 nF
A
16 nF
B
9 nF
C
1 nF
D
4 nF
Prüfungsfrage ED124
Welche Gesamtkapazität hat diese Schaltung, wenn $C_1$ = 200 nF, $C_2$ = 100 nF und $C_3$ = 100000 pF betragen?
A
400 nF
B
100 nF
C
250 nF
D
200 nF
