Condensadores en serie y en paralelo

Aprende como funcionan los circuitos con condensadores electrónicos, circuitos en serie y en paralelo, características y ecuaciones.



Condensadores en serie




Los condensadores en serie son dos o más condensadores que están conectados en una sola linea. El positivo de un condensador está conectado a la placa negativa del siguiente condensador. Todos los condensadores en serie tienen la misma carga (Q) y la corriente de carga igual (Ic).

Considere números N- de condensadores están conectados en serie, a continuación,

Q T = Q 1 = Q 2 = Q 3 = —- = Q N

I C = I 1 = I 2 = I 3 = — = I N

Condensadores en una conexión en serie

Los siguientes circuitos muestran la conexión en serie de un grupo de condensadores.

Conexión en serie de n-número de condensadores

 

Conexión en serie de dos condensadores

En este circuito la carga (Q) almacenada en todos los condensadores es igual porque cada condensador tiene la carga que fluye desde el condensador adyacente. La caída de tensión en todos los condensadores es diferente el uno del otro. Sin embargo, la caída de tensión total aplicada entre las líneas de entrada y salida del circuito es igual a la suma de todas las caídas de tensión individuales de cada condensador. La capacitancia equivalente del circuito es Ceq = Q / V.

Así,

  • V T = V 1 + V 2
  • C eq = Q / V 1 + Q / V 2
  • 1 / C eq = (V 1 + V 2 ) / Q
  • V T = Q / C eq = Q / C 1 + Q / C 2

Ecuaciones de los condensadores en serie




  • 1 / Ceq = 1 / C1 + 1 / C2 + ……… + 1 / CN

Cuando los condensadores están en conexión en serie el inverso de la capacitancia equivalente es igual a la suma de los inversos de las capacidades individuales de los condensadores en el circuito.




De la figura 2, el valor inverso de de la capacitancia equivalente del circuito es igual a la suma de los valores de capacitancias recíprocas de dos condensadores C1 y C2, la expresión es la siguiente.

  • 1 / C eq = 1 / C 1 + 1 / C 2

Condensadores en serie Ejemplo Nº 1:

Suponemos que los valores de dos condensadores en las Figura 2 anteriores son 0.4uF y 0.5uF respectivamente. Ahora podemos calcular la capacitancia equivalente para los dos condensadores en serie como:

  • 1 / C eq = 1 / C 1 + 1 / C 2
  • 1 / C eq = (C 1 + C 2 ) / C 1 C 2
  • C eq = (C 1 C 2 ) / (C 1 + C 2 )
  • C eq = (0.4uF * 0.5uF) / (0.4uF + 0.5uF)
  • C eq = 0.22uF

Sabemos que la capacitancia equivalente de los condensadores conectados en serie es menor que el valor del condensador más pequeña en el circuito. De esa manera aquí también se obtiene el valor equivalente 0,22 uF es menor que la capacitancia más pequeña 0,4 uF en la conexión en serie del circuito de dos condensadores dado.

Condensadores en serie Ejemplo No2

Calcular la capacidad equivalente y la tensión individual a través de la serie de dos condensadores en serie tienen 0.1uF y 0.2uF, respectivamente, cuando se conecta a una fuente de corriente alterna de 12V.

  • 1 / C eq = 1 / C 1 + 1 / C 2
  • C eq = (C 1 C 2 ) / (C 1 + C 2 )
  • C eq = (0.1uF * 0.2uF) / (+ 0,1 uF 0.2uF)
  • C eq = 0.066uF = 66nF

Las caídas de voltaje a través de los dos condensadores en serie son dadas,

  • V 1 = (C 2 * V T ) / (C 1 + C 2 ) = (0.2uF 12V *) / (0.1uF + 0.2uF) = 8Volts
  • V 2 = (C 1 * V T ) / (C 1 + C 2 ) = (0.1uF 12V *) / (+ 0,1 uF 0.2uF) = 4Volts

A partir de estos resultados se observó que la capacitancia de 66nF equivalente es menor que la capacitancia 0.1uF del más pequeño de los dos condensadores. La tensión individual que recibieron los dos condensadores son diferentes. Pero la suma de las caídas de tensión individuales tanto de los condensadores es igual a la tensión total. es decir, 8V + 4V = 12V.

Ahora se calcula la carga almacenada en el condensador individual,

  • Q 1 = V 1 * C 1 = 8 V * 0.1uF = 0.8uC
  • Q 2 = V 2 * C 2 = 4 V * 0.2uF = 0.8uC

Aquí se observó que la igualdad de carga 0.8uC se almacena tanto en los condensadores C1 y C2, que están conectados en serie.

Condensadores en serie Resumen

El inverso de la capacitancia equivalente de los condensadores conectados en serie es igual a la suma de los inversos de todas las capacidades individuales de los condensadores conectados en serie. Todos los condensadores que están conectados en serie tienen la carga igual (Q). La corriente de carga (I C ) también es el mismo para todos los condensadores individuales que están conectados en serie como i C = i 1 = i 2 etc.

Las caídas de tensión de los condensadores individuales en conexión en serie son diferentes. Pero la suma de todas las tensiones es igual a la tensión total a través del circuito. IEV T = V 1 + V 2 , etc. Un valor grande de capacitancia resultará en una caída de tensión más pequeña, mientras que un valor de capacitancia pequeña dará lugar a una caída de tensión más grande.

Condensadores en paralelo




Los condensadores en paralelo son dos o más condensadores que están conectados en forma paralela, es decir, ambos de sus terminales están conectados a cada terminal de la otra condensador o condensadores respectivamente. Todos los condensadores que están conectados en paralelo tienen la misma tensión y es igual a la VT aplicada entre los terminales de entrada y de salida del circuito. Entonces, condensadores en paralelo tienen un suministro de ‘tensión común” a través de ellos .ie V T = V 1 = V 2 , etc.

La capacitancia equivalente, Ceq del circuito en el que los condensadores se conectan en paralelo es igual a la suma de todas las capacidades individuales de los condensadores. Esto se debe a la parte superior de cada condensador en el circuito está conectado a la placa superior de los condensadores adyacentes. De la misma manera la placa inferior de cada condensador en el circuito está conectado a la placa inferior de los condensadores adyacentes.

Los siguientes circuitos muestran la conexión en paralelo entre los grupos de condensadores. Figura 3 tiene N-número de condensadores y la figura 4 tiene dos condensadores conectados en paralelo.

Conexión en paralelo de dos condensadores

En la figura de encima la carga total (Q) a través del circuito se divide entre los dos condensadores, significa la carga Q se distribuye entre los condensadores conectados en paralelo. Debido a que la caída de tensión en los condensadores individuales es igual y también es igual a la tensión total aplicada al circuito. Pero la carga total Q es igual a la suma de todos las cargas de los condensadores individuales conectados en paralelo.

Ahora vemos la capacitancia equivalente de los condensadores C1 y C2 conectados en paralelo que se muestra en la figura anterior.

Sabemos la fórmula,

  • Q = C eq V T
  • Aquí, Q = Q 1 + Q 2
  • V y T = V 1 = V 2
  • C eq = Q / V T = (Q 1 + Q 2 ) / V T = (Q 1 / V T ) + (Q 2 / V T )

Ecuación de los condensadores en paralelo

  • C eq = C 1 + C 2 + C 3 + —- + C N

La capacitancia equivalente de los condensadores que están conectados en paralelo es igual a la suma de las capacitancias de los condensadores individuales en el circuito.

De la figura 4, el valor de la capacitancia equivalente (CEQ) es igual a la suma de ambos los valores de capacitancia de C1 y C2, la expresión se muestra a continuación.

  • CEQ = C1 + C2

Condensadores en paralelo Ejemplo No1

Tenga en cuenta los valores de capacidad de los dos condensadores C 1 = 0.2uF y C 2 = 0.3uF que se muestra en la figura anterior 4. Ahora hay que calcular la capacitancia equivalente del circuito.

Sabemos que la capacitancia equivalente es:

  • C eq = C 1 + C 2
  • C eq = 0.2uF + 0.3uF
  • C eq = 0.5uF

Un punto importante que hay que recordar acerca de los circuitos de condensadores conectados en paralelo, la capacitancia equivalente (C eq ) de dos o más condensadores conectados en paralelo siempre será mayor que el valor delos más grande de condensadores del circuito. Así que en nuestro ejemplo anterior C eq = 0.5uF mientras que el condensador de valor más grande en el circuito sólo es 0.3uF.

Condensadores en paralelo Ejemplo No2

Calcular la capacidad equivalente de dos condensadores en paralelo que se muestran en la figura 4.

  • (A) un condensador de 0.1uF conectado en paralelo con 0.2uF.
  • (B) un condensador de 750 nF conectado en paralelo con 0,5 uF.

(A) capacidad equivalente,

  • C eq = C 1 + C 2
  • C eq = 0.1uF + 0.2uF
  • C eq = 0.3uF

(B) capacidad equivalente,

  • C eq = C 1 + C 2
  • C eq = 750NF + 0.5uF
  • C eq = 750NF + 500nF
  • C eq = 1,250 nF = 1.25uF

En los dos casos anteriores se observó que el valor de la capacitancia equivalente de los dos condensadores conectados en paralelo es mayor que el valor de la más grande de condensadores en el circuito ya que estamos añadiendo juntos los valores. En la sección (a) el valor de C eq = 0.3uF mientras que el condensador de valor más grande es solamente 0.2uF. En la sección (b) el valor de C eq = 1.25uF mientras que el condensador de valor más grande en el circuito sólo es 0.5uF.

Condensadores en paralelo Resumen

La capacitancia equivalente del grupo de condensadores que están conectados en paralelo es igual a la suma de capacidades de los condensadores individuales. es decir, C eq = C 1 + C 2 . Debido a que la caída de tensión a través del condensador individual es igual a la tensión total aplicada entre los terminales de entrada y de salida del circuito. es decir, V T = V 1 = V 2 . Las cargas almacenadas en los condensadores individuales son diferentes, pero la suma de todos los cargos de condensadores individuales es igual a la carga total de las corrientes en el circuito. es decir, Q = Q1 + Q2.

El flujo de corriente de carga en el circuito se distribuye a todos los condensadores en el circuito. Pero la corriente total de carga es igual a la suma de todas las corrientes de carga individuales de los condensadores en el circuito. es decir, i C = i 1 + i 2 etc. El valor de la capacitancia equivalente del grupo de condensadores que están conectados en paralelo es siempre mayor que el valor de la más grande de condensadores en el circuito.

2 comentarios en “Condensadores en serie y en paralelo

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