直列と並列が混ざったコンデンサー回路|電圧の分かれ方
と を直列にして を掛けます。小さいほうに 、大きいほうに が掛かります。
容量が小さいコンデンサーほど、電圧を多く受け持つ。抵抗の直列とは逆向きの分かれ方です。
合成容量を出して終わりにせず、そこから各素子の電圧と電荷へ戻す。この往復が計算の本体になります。
何が共通かで分ける
直列と並列を見分ける手がかりは、共通になる量です[1]。
直列につないだコンデンサーは、あいだの極板が外とつながっていません。孤立した部分に現れる電荷は必ず同じ量になるので、電荷が共通です。
並列は両端が同じ 2 点につながっているので、電圧が共通。
回路を直列の組と並列の組に切り分ける
それぞれの合成容量を出して 1 つにまとめる
全体の電荷か電圧から、各素子へ戻していく
直列は電圧が反比例で分かれる
直列では電荷 が共通なので、各素子の電圧は です。
が分母にあるため、容量の小さい素子ほど電圧が大きくなります。
2 つの場合は、分配の式に直せます。
自分の容量ではなく相手の容量が分子に来る。ここが抵抗の分圧と逆になる点です。

例:2 μF と 3 μF の直列
合成容量から出します。
を掛けたときの電荷は 。
この が両方に共通です。あとは割り算だけ。
足して 。合成容量が小さいほうの値 より小さくなっている点も、直列の目印です。
並列は電荷が比例で分かれる
並列では電圧が共通なので、電荷は です。容量に比例して素直に分かれます。
と を並列にして を掛ければ、 と 。合計 で、合成容量 と合います。
電荷が共通。電圧は容量に反比例して分かれ、合成容量はいちばん小さい素子より小さくなる
電圧が共通。電荷は容量に比例して分かれ、合成容量は全部の和になる
例:直列と並列が混ざる回路
と の直列に、 を並列でつなぎます。電源は 。
直列の組はさきほどの 。これと が並列なので、全体は です。
全体の電荷は 。
ここから戻します。 には電源の がそのまま掛かるので、。
直列の組には が流れ込み、 と に分かれます。 で合いました。
を小さくしていくと、電圧が の側へ集まっていきます。同時に共通の電荷が減るので、 の電圧は下がる。
例:3 つの直列
、、 を直列にして を掛けます。
共通の電荷は です。
| 素子 | 容量 | 受け持つ電圧 |
|---|---|---|
合計は 。電圧の比が 、つまり になっています。
直列での電圧の比は、容量の逆数の比 です。
の容量なら、電圧は 。合成容量を出さなくても、この比だけで配分が決まる。
例:並列の組を直列につなぐ
順番を入れかえた回路も見ます。 と を並列にした組に、 を直列でつなぐ形です。
並列の組は 。これと の直列なので、全体は次のとおり。
での電荷は 。直列の関係なので、この電荷が と並列の組の両方を通ります。
並列の組に掛かる を、 と に配ります。 と で、合計は 。
内側の組から外へ出た電荷が、そのまま直列側の電荷になっている。ここが確かめの手がかりになります。
例:同じものを n 個つなぐ
同じ容量 を 個直列にすると、合成は になります。
電圧は等分されるので、1 個あたりの負担は 。容量がそろっている場合にかぎり、耐圧が 倍まで伸びます。
で耐圧 のものを 4 個直列にすれば、 で耐圧 。容量を犠牲にして耐圧を稼ぐ使い方です。
並列なら逆で、容量は 、耐圧は のまま。増やしたい量に応じてつなぎ方を選びます。
耐圧は小さい容量で決まる
耐圧 の と を直列にします。全体で何ボルトまで掛けられるか。
側が受け持つのは 、 側が です。
先に上限へ届くのは 側。 から となります。
直列にすれば耐圧が足し算で増える、と考えると危ない。容量がそろっていない場合は、小さいほうに電圧が集まって先に壊れます。
検算のしかた
直列の合成容量は、いちばん小さい素子より必ず小さくなります。大きい値が出たら、逆数をとり違えている。
並列の合成容量は、いちばん大きい素子より必ず大きい。この 2 つを覚えておくと、式を書いた直後に見当が付きます。
戻したあとの検算も要ります。直列なら電圧の合計が電源の値に、並列なら電荷の合計が全体の電荷に戻るかを見ます。
と を直列にして を掛けます。 に掛かる電圧はどれですか。
共通になる量を先に決め、合成容量で全体を出し、共通量を配って戻す。この往復の形は、素子が何個に増えても変わりません。















分配の式は V1=C1+C2C2V=93×90=30 V です。60 V は容量に比例させた場合の値、45 V は等分した場合の値になります。