Wenn ein Elko nicht reicht, nimmst du zwei: Parallel geschaltete Kondensatoren addieren ihre Kapazitäten so einfach wie Widerstände in Reihe. Auf fast jeder Platine findest du solche Parallelschaltungen – vor allem an den Versorgungspins von ICs, wo ein großer und ein kleiner Kondensator zusammenarbeiten. Warum man dort verschiedene Werte kombiniert, ist dabei fast spannender als die Formel selbst.
Gleiche Spannung, Ladungen addieren sich
Parallel geschaltete Kondensatoren hängen an denselben zwei Knoten. Deshalb liegt an allen dieselbe Spannung:
Der Lade- oder Wechselstrom teilt sich am oberen Knoten auf die Zweige auf und fließt am unteren wieder zusammen – ein dauerhafter Gleichstrom fließt durch keinen der Kondensatoren. Jeder Kondensator nimmt nach Q = C · U seine eigene Ladung auf. Die Quelle muss die Summe aller Ladungen liefern:
Gesamtkapazität
Teilst du die Ladungsgleichung durch die gemeinsame Spannung, bleibt die einfache Summe:
Anschaulich: Parallel geschaltet wirken die Kondensatoren wie ein einziger mit größerer Plattenfläche – und die Kapazität ist proportional zur Fläche.
Spannungsfestigkeit
Weil alle Kondensatoren dieselbe Spannung sehen, bestimmt der schwächste die Grenze der ganzen Gruppe. Schaltest du einen 63-V- und einen 16-V-Elko parallel, darf die Schaltung höchstens 16 V sehen.
Rechne außerdem mit Reserve: Elkos betreibt man üblicherweise mit höchstens 70–80 % ihrer Nennspannung. Keramikkondensatoren der Klassen X5R und X7R verlieren unter Gleichspannung einen großen Teil ihrer Kapazität – ein 10-µF-Keramikkondensator mit 6,3 V Nennspannung hat bei 5 V oft nur noch 3–5 µF.
Warum man verschiedene Werte kombiniert
Ein realer Kondensator ist keine ideale Kapazität. Er hat zusätzlich einen kleinen Reihenwiderstand (ESR) und eine Reiheninduktivität (ESL), die von Bauform und Anschlüssen kommt. Oberhalb seiner Eigenresonanzfrequenz wirkt er nicht mehr kapazitiv, sondern wie eine Spule – und wird für hohe Frequenzen nutzlos.
Große Kondensatoren (Elkos, große Keramik) puffern viel Energie bei niedrigen Frequenzen, haben aber einen höheren ESR oder eine höhere ESL. Kleine Keramikkondensatoren in kompakter Bauform wirken dagegen bis zu hohen Frequenzen. Parallel geschaltet decken sie gemeinsam einen breiten Frequenzbereich ab.
Typisch an einem Mikrocontroller oder Logik-IC:
- 100 nF Keramik direkt an jedem Versorgungspin – gegen die schnellen Stromspitzen beim Schalten,
- 1–10 µF in der Nähe des ICs – für etwas langsamere Laständerungen,
- ein Elko oder großer Keramikkondensator am Eingang des Spannungsreglers als Energiepuffer.
Weitere Anwendungen
Kapazität erhöhen: Fehlt ein großer Wert oder ist er zu hoch, kombinierst du mehrere kleinere. Mehrere flache Elkos parallel ersetzen einen hohen Einzel-Elko.
ESR senken: Der ESR paralleler Kondensatoren verhält sich wie parallele Widerstände – er sinkt. Netzteile setzen deshalb oft mehrere gleiche Elkos parallel, um den Wechselstrom (Ripple-Strom) zu verteilen und weniger Wärme zu erzeugen.
Einstellbare Kapazität: Ein Drehkondensator, wie er früher in jedem Radio zur Senderwahl saß, ist im Grunde ein Stapel parallel geschalteter Plattenpaare. Je weiter du die beweglichen Platten hineindrehst, desto größer die wirksame Fläche und damit die Kapazität.
Feinabgleich: In Schwingkreisen und Filtern ergänzt ein kleiner Kondensator parallel den Hauptwert, um einen exakten Wert zu erreichen.
Selbsttest
Ein 10-µF- und ein 4,7-µF-Kondensator liegen parallel. Wie groß ist die Gesamtkapazität?
14,7 µF.
Welche Spannungsfestigkeit hat eine Parallelschaltung aus 25-V- und 50-V-Kondensatoren?
25 V – der schwächste bestimmt die Grenze.
Warum setzt man 100 nF parallel zu einem 10-µF-Kondensator?
Der kleine Keramikkondensator wirkt bis zu höheren Frequenzen und fängt schnelle Stromspitzen ab, die der große wegen seiner ESR und ESL nicht schafft.