W połączeniu szeregowym kondensatorów ładunek na każdym kondensatorze jest taki sam, a napięcia na elementach się sumują. Z tego wynika, że pojemność zastępczą wyznacza się przez sumę odwrotności pojemności:
1/Cz = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3
Podstawiamy dane (wszystkie w μF, więc nie trzeba nic przeliczać):
1/Cz = 1/2 + 1/3 + 1/6
Sprowadzamy do wspólnego mianownika 6:
1/2 = 3/6, 1/3 = 2/6, 1/6 = 1/6, więc:
1/Cz = 3/6 + 2/6 + 1/6 = 6/6 = 1
Skoro 1/Cz = 1 (1/μF), to po odwróceniu otrzymujemy:
Cz = 1 μF
Dlaczego pozostałe odpowiedzi nie pasują?
- 11 μF odpowiada intuicyjnemu zsumowaniu 2+3+6, ale to reguła dla połączenia równoległego kondensatorów, nie szeregowego.
- 2 μF mogłoby się pojawić, gdy ktoś błędnie uzna, że pojemność zastępcza w szeregu "równa się najmniejszej" i wybierze jedną z wartości bez obliczeń. W szeregu pojemność jest zawsze mniejsza od najmniejszej z pojemności składowych (tu mniejsza niż 2 μF).
- 0,5 μF może wynikać z pomyłki rachunkowej albo z dodania ułamków bez wspólnego mianownika, ewentualnie z niepoprawnego odwrócenia na końcu.
Wskazówka egzaminacyjna: zapamiętaj kontrast: kondensatory równolegle sumują się wprost (C rośnie), a szeregowo sumują się odwrotności (C maleje). Szybka kontrola sensowności: wynik w szeregu musi być mniejszy niż 2 μF, więc 1 μF jest realistyczne.
