W połączeniu szeregowym kondensatorów nie dodaje się pojemności wprost. Obowiązuje zależność:
1/Cz = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3
Ponieważ po prawej stronie sumujemy dodatnie wartości, to 1/Cz jest większe od każdego pojedynczego składnika (np. większe od 1/C1). To oznacza, że sama pojemność Cz musi być mniejsza niż każda z pojemności składowych. Jest to ważna własność brzegowa: dla szeregu zawsze zachodzi Cz < min(C1, C2, C3).
W tym zadaniu najmniejszą pojemność ma 1μF, więc pojemność zastępcza musi być mniejsza od 1μF — to wystarcza do poprawnego wyboru.
Dla kontroli można policzyć przybliżenie: 1/Cz = 1/1 + 1/2 + 1/3 = 1 + 0,5 + 0,333... = 1,833... (w 1/μF), więc Cz ≈ 0,545μF. To potwierdza, że wynik jest poniżej 1μF.
Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne?
- Stwierdzenie, że pojemność "zawiera się w granicach między 1μF a 3μF" przeczy własności połączenia szeregowego (wynik musi być mniejszy od 1μF).
- Odpowiedź "jest większa od 3μF" jest niemożliwa dla szeregu — nie da się uzyskać pojemności większej od największego elementu, a tym bardziej większej od 3μF.
- Wartość "6 μF" wygląda jak suma 1+2+3, ale takie dodawanie dotyczy połączenia równoległego, nie szeregowego.
W praktyce (także w awionice) łączenie kondensatorów szeregowo stosuje się m.in. do zwiększania dopuszczalnego napięcia pracy baterii kondensatorów, ale kosztem spadku pojemności zastępczej.
