Notas sobre la combinación de condensadores
Contenido
En el fondo, un circuito tiene que ver con dos cosas: la tensión y la corriente. Cuando se dibuja un circuito de forma «más simple», lo único que se hace es reorganizar los elementos en algo más atractivo visualmente, cuidando de que el voltaje en cada extremo de los elementos individuales, así como la corriente que fluye a través de esos elementos, siga siendo la misma.
A nivel básico, hay que tener en cuenta dos grandes «trozos» de circuito. Cuando los elementos tienen la misma corriente que pasa a través de ellos, están en serie. Cuando los objetos tienen el mismo voltaje en sus extremos correspondientes, están en paralelo.
Tradicionalmente, la forma más fácil de ver que algo está en serie es dibujar los elementos en una línea recta. Considera C2, C3 y C4 en tu ejemplo. Trazando con el dedo, puedes ver que todos comparten la misma corriente, y por tanto están en serie. Por lo tanto, al simplificar el montaje, los has dibujado en línea recta.
En resumen, tienes que ser capaz de reconocer cuándo los elementos del circuito están en serie o en paralelo según las definiciones técnicas. Luego, puedes volver a dibujarlos con la orientación que quieras siempre que las relaciones «en serie o en paralelo» sean las mismas.
Combinación de condensadores en paralelo
Se pueden conectar varios condensadores entre sí para utilizarlos en diversas aplicaciones. Las conexiones múltiples de condensadores se comportan como un único condensador equivalente. La capacitancia total de este condensador único equivalente depende tanto de los condensadores individuales como de su conexión. Los condensadores pueden disponerse en dos tipos de conexiones simples y comunes, conocidas como serie y paralelo, para las que podemos calcular fácilmente la capacitancia total. Estas dos combinaciones básicas, serie y paralelo, también pueden utilizarse en conexiones más complejas.
(a) Se conectan tres condensadores en serie. La magnitud de la carga en cada placa es Q. (b) La red de condensadores de (a) equivale a un condensador que tiene una capacitancia menor que cualquiera de las capacitancias individuales de (a), y la carga en sus placas es Q.
Podemos encontrar una expresión para la capacitancia total (equivalente) considerando los voltajes a través de los condensadores individuales. Los potenciales a través de los condensadores 1, 2 y 3 son, respectivamente, , , y . Estos potenciales deben sumar el voltaje de la batería, dando el siguiente equilibrio de potencial:
Fórmula de combinación de condensadores
Cuando los condensadores se conectan entre sí (uno al lado del otro) se denomina conexión en paralelo. Esto se muestra a continuación. Para calcular la capacitancia total de un número de condensadores conectados de esta manera, se suman las capacitancias individuales utilizando la siguiente fórmula: CTotal = C1 + C2 + C3 y así sucesivamente Ejemplo: Para calcular la capacidad total de estos tres condensadores en paralelo. CTotal = C1 + C2 + C3 = 10F + 22F + 47F = 79F
Cuando los condensadores se conectan uno detrás de otro se denomina conexión en serie. Esto se muestra a continuación. Para calcular la capacitancia total de dos condensadores conectados de esta manera se puede utilizar la siguiente fórmula:
Para calcular la capacidad total de tres o más condensadores conectados de esta manera, se puede utilizar la siguiente fórmula: y así sucesivamente. Ejemplo: Para calcular la capacitancia total de estos tres condensadores en serie.
1 = 3,33F 2 = 1,167F 3 = 0,35F Nota Los valores de los condensadores en esta hoja de trabajo se han mantenido altos (cercanos o superiores a uno). Esto es para simplificar la experiencia de aprendizaje. En realidad, los valores típicos de los condensadores son mucho menores que uno. Descargue una versión en pdf de esta página aquí. Más información sobre el autor leer más » Si este artículo le ha resultado útil y desea recibir actualizaciones de productos y recursos electrónicos gratuitos de nuestra parte, suscríbase aquí. Nosotros también odiamos el spam y prometemos no vender ni compartir nunca su dirección de correo electrónico, y puede darse de baja en cualquier momento.
Combinación de condensadores en serie
Se pueden conectar varios condensadores entre sí para utilizarlos en diversas aplicaciones. Las conexiones múltiples de condensadores se comportan como un único condensador equivalente. La capacitancia total de este condensador único equivalente depende tanto de los condensadores individuales como de su conexión. Los condensadores pueden disponerse en dos tipos de conexiones simples y comunes, conocidas como serie y paralelo, para las que podemos calcular fácilmente la capacitancia total. Estas dos combinaciones básicas, serie y paralelo, también pueden utilizarse como parte de conexiones más complejas.
La figura \(\PageIndex{1}) ilustra una combinación en serie de tres condensadores, dispuestos en una fila dentro del circuito. Como para cualquier condensador, la capacitancia de la combinación está relacionada tanto con la carga como con la tensión:
Cuando esta combinación en serie se conecta a una batería con tensión V, cada uno de los condensadores adquiere una carga idéntica Q. Para explicarlo, primero hay que tener en cuenta que la carga de la placa conectada al terminal positivo de la batería es \(+Q\) y la carga de la placa conectada al terminal negativo es \(-Q\). A continuación, se inducen cargas en las otras placas, de modo que la suma de las cargas en todas las placas, y la suma de las cargas en cualquier par de placas del condensador, es cero. Sin embargo, la caída de potencial \ (V_1 = Q/C_1\) en un condensador puede ser diferente de la caída de potencial \ (V_2 = Q/C_2\) en otro condensador, porque, generalmente, los condensadores pueden tener diferentes capacitancias. La combinación en serie de dos o tres condensadores se asemeja a un único condensador con una capacitancia menor. En general, cualquier número de condensadores conectados en serie equivale a un condensador cuya capacitancia (llamada capacitancia equivalente) es menor que la menor de las capacitancias de la combinación en serie. La carga de este condensador equivalente es la misma que la de cualquier condensador de una combinación en serie: Es decir, todos los condensadores de una combinación en serie tienen la misma carga. Esto ocurre debido a la conservación de la carga en el circuito. Cuando una carga Q en un circuito en serie se retira de una placa del primer condensador (que denotamos como \(-Q\)), debe colocarse en una placa del segundo condensador (que denotamos como \(+Q\)), y así sucesivamente.
