W połączeniu szeregowym kondensatorów nie sumuje się pojemności "wprost". Obowiązuje zależność na pojemność zastępczą:
1/Cz = 1/C1 + 1/C2 + …
Oznacza to, że dla kolejnych kondensatorów w szeregu sumują się odwrotności pojemności. Gdy do istniejącego szeregu (C1 i C2) dołożymy trzeci kondensator C3 w tym samym szeregu, do sumy dochodzi dodatni składnik 1/C3. Taka suma odwrotności rośnie, więc aby równość była spełniona, sama pojemność zastępcza Cz musi się zmniejszyć.
Można to też zrozumieć jakościowo: w szeregu na każdym kondensatorze odkłada się część napięcia, a "efektywnie" układ zachowuje się jak kondensator o mniejszej pojemności niż najmniejszy z nich. Dołożenie kolejnego elementu w szeregu tylko wzmacnia ten efekt, więc pojemność zastępcza maleje.
Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne?
- "Zwiększyłoby pojemność zastępczą." Taki skutek jest typowy dla połączenia równoległego, gdzie pojemności się dodają. W szeregu jest odwrotnie.
- "Nie wpłynęłoby na pojemność zastępczą." Byłoby prawdą tylko w sytuacji, gdy element nie zostałby faktycznie włączony w obwód (np. niepodłączony) lub miałby nieskończoną pojemność w modelu idealnym. W realnym dołączeniu w szeregu wpływ zawsze występuje.
- "Nie można określić bez dodatkowych informacji." Dodatkowe informacje byłyby potrzebne, gdyby nie wiadomo było, czy C3 dołączono szeregowo czy równolegle. Jeśli jednak rozumiemy "dodanie do układu" jako dołożenie kolejnego kondensatora w szeregu do istniejącego szeregu, kierunek zmiany jest jednoznaczny: pojemność zastępcza maleje.
Wskazówka egzaminacyjna: zapamiętaj prostą regułę — kondensatory równolegle zwiększają pojemność, kondensatory w szeregu ją zmniejszają. Gdy masz wątpliwość, wróć do wzoru z odwrotnościami.
