Arreglos De Capacitores

Conexión serie de capacitores

Consiste en conectar la terminal negativa del primer capacitor a la terminal positiva del segundo capacitor y así sucesivamente hasta el ultimo capacitor, tal que la Terminal positiva del primer capacitor con la terminal negativa del ultimo capacitor se conectaran a las terminales positiva y negativa respectivamente de la fuente o batería, como se indica en la figura mostrada a continuación.

Fig. 1.27. Diagrama eléctrico de capacitores en serie.

En la conexión serie de capacitores se cumplen las siguientes características:

a) La carga eléctrica es la misma en todos los capacitores, es decir

b) El voltaje de la batería se divide entre los capacitores, por lo tanto:

c) La capacidad total del arreglo se determina mediante el inverso de la suma de los inversos de cada capacitor con la siguiente ecuación:

C= -----------------------------------------------------------------1.39

Cuando solo se tiene dos capacitores no resulta práctico aplicar esta ecuación, en ese caso se recomienda aplicar la siguiente expresión:

C= -------------------------------------------------------------------------------------- 1.40

Conexión paralelo de capacitores.

Consiste en conectar las terminales positivas de todos los capacitores al mismo punto y también todas las terminales negativas de los capacitores a otro punto y conectarle a las terminales respectivas de la fuente o batería como se muestra en la figura 1.28.

Fig. 1.28 Diagrama eléctrico de la conexión paralelo de capacitores.

En la conexión paralela de capacitores se cumplen las siguientes características

a) El voltaje es el mismo en todos los capacitores.

b) La carga eléctrica es diferente para cada capacitor, porque la carga total es la suma de las cargas parciales.

c) La capacidad total del circuito es igual a la suma de todos los capacitores.

Conexión mixta de capacitores.

Consiste en la combinación de conexiones serie y paralelo en el mismo arreglo o circuito de capacitores: para resolver una conexión mixta no existe una formula única para determinar la capacidad total, por lo que el circuito se analiza por partes aplicando las ecuaciones de circuitos serie y paralelo según corresponda.

Al observar el circuito de la conexión mixta de capacitores nos damos cuenta que están en paralelo, pero el equivalente de estos dos están en serie con también de forma inmediata se nota que los capacitores están en serie.

Problemas resueltos.

Calcular la capacidad total o resultante, la carga y el voltaje de cada capacitor del siguiente circuito mixto de capacitores, considerando que las cantidades indicadas son en microfaradios.

Para resolver problemas de circuitos mixtos de capacitores, se recomienda iniciar el análisis desde el extremo opuesto de la batería y recorrerse hacia la batería, aplicando por separado las condiciones serie y paralelo dependiendo de la conexión de los capacitores, también es recomendable dibujar el circuito parcial hasta terminar con el ultimo calculo o hasta obtener la capacidad total; para calcular la carga o voltaje en cada capacitor, el análisis se hace desde el ultimo circuito recorriéndose hasta el circuito original.

Obsérvese que C2 y C3 están en serie, entonces:

C2, 3= = = 40 µF

Se nota que C y C están en paralelo, el circuito queda de la siguiente manera:

c) En el circuito anterior se observa que están conectados en serie, por tratarse de 3 capacitores su equivalente se determina de la siguiente manera.

C= = = 19.35 µF

Se determina ahora la carga total con la ecuación C= , es decir:

Ahora regresamos al circuito del inciso b) puesto que los capacitores están en serie, donde la carga eléctrica es igual a los tres capacitores y por lo tanto se puede determinar el voltaje en cada capacitor, mediante la formula C= , despejando V se obtiene V= , es decir:

V= = C= 23.2 V

e) Se pasa al circuito del inciso a) donde se nota que C2,3,4 esta formado en paralelo de C2, 3 y C4 por lo tanto el voltaje es el mismo es decir:

Y puesto que se conoce su capacitancia, se puede calcular entonces las cargas eléctricas partiendo de la ecuación C= , al despejar Q.

Finalmente se pasa al circuito original en el que se observa que C2,3esta formado por la serie C2, C3 y por lo tanto la carga es la misma, conociendo el voltaje en los extremos V= 38.7 V, se determina ahora el voltaje en cada capacitor con la misma ecuación C2,3= , esto es:

VC2= = = 19.35 V

VC3= = = 19.35 V

La carga en un circuito serie de capacitores es la misma, por lo tanto:

AGRUPAMIENTO DE RESISTENCIAS.

Aunque se fabrican diferentes valores de resistencias en la industria, resulta muy difícil que se fabriquen resistores de todos los valores; sin embargo; en el área de diseño de ingeniería eléctrica o electrónica se requiere una gran multitud de valores de resistores; para resolver estos problemas técnicos se efectúan diferentes arreglos de resistores; entre estos se identifican tres tipos: conexión serie, conexión paralelo y conexión mixta.

...