Existen diferentes tipos de condensadores disponibles, según la aplicación, se clasifican en diferentes tipos. La conexión de estos condensadores se puede realizar de diferentes formas que se utilizan en una variedad de aplicaciones. Las diferentes conexiones de condensadores funcionan como un solo condensador. Entonces, la capacitancia total de este solo capacitor depende principalmente de cómo se conectan los capacitores individuales. Entonces, básicamente, hay dos tipos de conexiones simples y comunes, como la conexión en serie y la conexión en paralelo. Usando estas conexiones, se puede calcular la capacitancia total. Hay algunas conexiones que también se pueden asociar con las conexiones de combinaciones en serie y en paralelo. Este artículo analiza una descripción general de lo que son los condensadores en serie y en paralelo con sus ejemplos.
Condensadores en serie y en paralelo
Un condensador se utiliza principalmente para almacenar energía eléctrica como energía electrostática. Una vez que sea necesario aumentar más energía para almacenar capacidad, entonces condensador con mayor capacitancia puede ser necesario. El diseño de un condensador se puede hacer utilizando dos placas de metal que se alían en paralelo y se dividen a través de un medio dieléctrico como mica, vidrio, cerámica, etc.
los dieléctrico medio proporciona un medio no conductor entre las dos placas e incluye una capacidad exclusiva para retener la carga.
Una vez que se conecta una fuente de voltaje a través de las placas de un capacitor, se deposita una carga + Ve en una sola placa y una carga -Ve en la siguiente placa. Aquí, la carga total 'q' acumulada puede ser directamente proporcional a la fuente de voltaje 'V'.
q = CV
Donde 'C' es capacitancia y su valor depende principalmente de los tamaños físicos de el condensador .
C = εA / d
Dónde
‘Ε’ = constante dieléctrica
'A' = área de la placa efectiva
d = espacio entre dos placas.
Siempre que dos o más condensadores estén aliados en serie, entonces la capacitancia total de estos capacitores es baja en comparación con la capacitancia de un capacitor individual. De manera similar, siempre que los capacitores estén conectados en paralelo, entonces la capacitancia total de los capacitores es la suma de las capacitancias de los capacitores individuales. Al usar esto, se derivan las expresiones de capacitancia total en serie y paralelo. También se identifican piezas en serie y en paralelo dentro de la combinación de conexiones de condensadores. Y la capacitancia efectiva se puede calcular en serie y en paralelo a través de capacitancias individuales
Condensadores en serie
Cuando se conectan varios condensadores en serie, el voltaje aplicado a través de los condensadores es 'V'. Cuando la capacitancia del capacitor es C1, C2 ... Cn, entonces la capacitancia correspondiente de los capacitores cuando se conectan en serie es 'C'. El voltaje aplicado a través de los condensadores es V1, V2, V3…. + Vn, en consecuencia.
Condensadores en serie
Entonces, V = V1 + V2 + …… .. + Vn
La carga suministrada desde la fuente a través de estos condensadores es 'Q' entonces
V = Q / C, V1 = Q / C1, V2 = Q / C2, V3 = Q / C3 y Vn = Q.Cn
Como la carga transferida en cada condensador y la corriente en toda la serie, la combinación de condensadores será idéntica y se considera como 'Q'.
Ahora, la ecuación anterior de 'V' se puede escribir de la siguiente manera.
Q / 100 = Q / Q + C1 / C2 + ... L / Cn
Q [1/100] = Q] 1 / C1 + 1 / C2 + ... 1 / Cn]
1 / C = 1 / C1 + 1 / C2 + 1 / C3 +… 1 / Cn
Ejemplo
Siempre que los condensadores estén conectados en serie, calcule la capacitancia de estos condensadores. La conexión en serie de los condensadores se muestra a continuación. Aquí los condensadores conectados en serie son dos.
Los condensadores en la fórmula en serie son Ctotal = C1XC2 / C1 + C2
Los valores de los dos condensadores son C1 = 5F y C2 = 10F
Ctotal = 5FX10F / 5F + 10F
50F / 15F = 3.33F
Condensadores en paralelo
Cuando la capacitancia de un capacitor aumenta, entonces los capacitores se conectan en paralelo cuando dos placas relacionadas se conectan juntas. La región de superposición eficiente se puede agregar mediante un espaciado estable entre ellos y, por lo tanto, su valor de capacitancia igual se convierte en capacitancia individual doble. El banco de condensadores se utiliza en diferentes industrias que utilizan condensadores en paralelo. Una vez que dos condensadores están aliados en paralelo, el voltaje 'V' en cada condensador es similar, es decir, Veq = Va = Vb y la corriente 'ieq' se puede separar en dos elementos como 'ia' e 'ib'.
Condensadores en paralelo
i = dq / dt
Sustituye el valor de 'q' en la ecuación anterior
= d (CV) / dt
i = C dV / dt + VdC / dt
Cuando la capacitancia de un capacitor es constante, entonces
i = C dV / dt
Al aplicar KCL al circuito anterior, la ecuación será
ieq = ia + ib
ieq = Ca dVa / dt + Cb dVb / dt
Veq = Va =Vb
ieq = Ca dVeq / dt + Cb dVeq / dt => (Ca + Cb) dVeq / dt
Finalmente, podemos obtener la siguiente ecuación
ieq = Ceq dVeq / dt, aquí Ceq = Ca + Cb
Por lo tanto, una vez que 'n' condensadores se alían en paralelo, la capacitancia igual de la conexión total se puede dar a través de la siguiente ecuación que se parece a la correspondiente resistencia de resistencias mientras están conectados en serie.
Ceq = C1 + C2 + C3 +… + Cn
Ejemplo
Siempre que los condensadores estén conectados en paralelo, calcule la capacitancia de estos condensadores. La conexión en paralelo de condensadores se muestra a continuación. Aquí los condensadores conectados en paralelo son dos.
Los condensadores en la fórmula en paralelo son Ctotal = C1 + C2 + C3
Los valores de dos condensadores son C1 = 10F, C2 = 15F, C3 = 20F
Ctotal = 10F + 15F + 20F = 45F
La caída de voltaje en los capacitores en serie y en paralelo se cambiará según los valores de capacitancia individuales de los capacitores.
Ejemplos
los condensadores en serie y ejemplos en paralelo se analizan a continuación.
Condensadores en serie y ejemplos en paralelo
Encuentre el valor de capacitancia de tres capacitores conectados en el siguiente circuito con los valores de C1 = 5 uF, C2 = 5uF y C3 = 10uF
Los valores de los condensadores son C1 = 5 uF, C2 = 5uF y C3 = 10uF
El siguiente circuito se puede construir con tres condensadores, a saber, C1, C2 y C3
Cuando los condensadores C1 y C2 están conectados en serie, entonces la capacitancia se puede calcular como
1 / C = 1 / C1 + 1 / C2
1/C= 1/5 + 1/ 5
1 / C = 2/5 => 5/2 = 2.5uF
Cuando el capacitor 'C' anterior se puede conectar en paralelo con el capacitor 'C3', entonces la capacitancia se puede calcular como
C (total) = C + C3 = 2.5 + 10 = 12.5 microfaradios
Por lo tanto, el valor de capacitancia se puede calcular en función del análisis de las conexiones en serie y en paralelo del circuito. Se puede observar cuando el valor de capacitancia se reduce en la conexión en serie. En conexión en paralelo del condensador, se puede aumentar el valor de capacitancia. Sin embargo, al calcular la resistencia, es bastante inverso.
Por lo tanto, se trata de una descripción general de los condensadores en serie y en paralelo con ejemplos. De la información anterior, finalmente, podemos concluir que usando conexiones en serie y en paralelo de los capacitores, se puede calcular la capacitancia. Aquí hay una pregunta para ti, ¿cuál es la unidad de un condensador?
