Condensadores en serie y paralelo

Condensadores en Serie

Conectemos n número de condensadores en serie. Se aplica V voltios a través de esta combinación en serie de condensadores.

Consideremos la capacitancia de los condensadores como C1, C2, C3…….Cn respectivamente, y la capacitancia equivalente de la combinación en serie de los condensadores es C. Las caídas de tensión a través de los condensadores se consideran como V1, V2, V3…….Vn, respectivamente.

Ahora, si Q coulomb es la carga transferida desde la fuente a través de estos condensadores, entonces,

Dado que la carga acumulada en cada condensador y en toda la combinación en serie de condensadores será la misma y se considera como Q.
Ahora, la ecuación (i) se puede escribir como,

Condensadores en Paralelo

Un condensador está diseñado para almacenar energía en forma de su campo eléctrico, es decir, energía electrostática. Cuando es necesario aumentar la capacidad de almacenamiento de más energía electrostática, se requiere un condensador adecuado con una capacitancia mayor. Un condensador está compuesto por dos placas metálicas conectadas en paralelo y separadas por un medio dieléctrico como vidrio, mica, cerámicas, etc. El dieléctrico proporciona un medio no conductor entre las placas y tiene la capacidad única de retener la carga, y la capacidad del condensador para almacenar carga se define como la capacitancia del condensador. Cuando se conecta una fuente de voltaje a través de las placas del condensador, se deposita una carga positiva en una placa y una carga negativa en la otra. La cantidad total de carga (q) acumulada es directamente proporcional a la fuente de voltaje (V) tal que,

Donde, C es la constante de proporcionalidad, es decir, la capacitancia. Su valor depende de las dimensiones físicas del condensador.

Donde ε = constante dieléctrica, A = área efectiva de la placa y d = espacio entre placas.

Para aumentar el valor de la capacitancia de un condensador, se conectan dos o más condensadores en paralelo como dos placas similares unidas juntas, entonces su área superpuesta efectiva se suma con un espaciado constante entre ellas y, por lo tanto, su valor de capacitancia equivalente se duplica (C ∝ A) de la capacitancia individual. El banco de condensadores se utiliza en diversas industrias de fabricación y procesamiento, incorporando condensadores en paralelo, para proporcionar una capacitancia de valor deseado según sea necesario, regulando la conexión de los condensadores conectados en paralelo y, por lo tanto, se utiliza eficientemente como compensador estático para el equilibrio de potencia reactiva en la compensación del sistema de potencia. Cuando dos condensadores están conectados en paralelo, el voltaje (V) a través de cada condensador es el mismo, es decir, (Veq = Va = Vb) y la corriente (ieq) se divide en dos partes ia e ib. Como se sabe que
Sustituyendo el valor de q de la ecuación (1) en la ecuación anterior,

El término posterior se convierte en cero (ya que la capacitancia del condensador es constante). Por lo tanto,

Aplicando la Ley de Corrientes de Kirchhoff en el nodo de entrada de la conexión en paralelo


Finalmente obtenemos,

Por lo tanto, cuando n condensadores están conectados en paralelo, la capacitancia equivalente de toda la conexión se da mediante la siguiente ecuación, que se asemeja a la resistencia equivalente de los resistores cuando están conectados en serie.

Método para Encontrar la Expresión de la Capacitancia Equivalente de Condensadores en Paralelo

Conectemos n número de condensadores en paralelo, a través de una fuente de voltaje de V voltios.

Consideremos la capacitancia de los condensadores como C1, C