4.4
Considere una red de condensadores compleja con tres grupos de condensadores conectados en paralelo, y estos grupos se conectan en serie entre sí. Determine la capacitancia equivalente entre los terminales de este intrincado circuito.
Para resolver esto, primero se analiza el grupo en la parte inferior del circuito, que consta de cuatro condensadores conectados en paralelo. La suma de su capacitancia da una capacitancia equivalente, representada por un solo condensador C3.
A continuación, se considera el grupo intermedio, que tiene tres condensadores en paralelo. Nuevamente, la suma de sus capacitancias da la capacitancia equivalente C2.
Finalmente, considere el grupo superior, que tiene dos condensadores en paralelo. La capacitancia equivalente se calcula y representa con un condensador, C1.
Ahora, el complejo circuito se ha simplificado en tres condensadores conectados en serie.
Para determinar la capacitancia equivalente para esta combinación en serie, se toma la suma de los recíprocos de cada capacitancia, lo que da como resultado la inversa de la capacitancia equivalente.
Al reorganizar los términos, se obtiene la capacitancia equivalente de todo el circuito entre los terminales.
Del estudio de circuitos resistivos se desprende que emplear una combinación serie-paralelo sirve como una estrategia eficaz para simplificar circuitos. Los condensadores se pueden disponer dentro de un circuito de dos maneras: una configuración en serie o una configuración en paralelo. La forma en que estos capacitores están conectados a una batería influirá tanto en la caída de potencial en cada capacitor individual como en el tamaño de la carga que cada capacitor puede almacenar. Esto está determinado por el tipo específico de conexión existente. Para simplificar este escenario, la combinación de condensadores se puede sustituir por un único condensador equivalente. Este condensador equivalente es capaz de almacenar una cantidad idéntica de carga que la combinación original cuando se somete a la misma diferencia de potencial.
Cuando hay una conexión en paralelo de N condensadores, todos comparten el mismo voltaje entre ellos. La capacitancia equivalente para tal configuración está dada por:
Es crucial tener en cuenta que la capacitancia equivalente de N capacitores conectados en paralelo es igual al total de sus capacitancias individuales.
Pasando ahora al escenario en el que N condensadores están interconectados en serie, se observa que la misma corriente i, y en consecuencia la misma carga, fluye a través de todos los condensadores. La capacitancia equivalente de esta configuración se representa como:
A diferencia de la configuración en paralelo, la capacitancia equivalente de los capacitores conectados en serie se calcula como el recíproco de la suma de los recíprocos de la capacitancia individual de cada capacitor.
Considere una red de condensadores compleja con tres grupos de condensadores conectados en paralelo, y estos grupos se conectan en serie entre sí. Determine la capacitancia equivalente entre los terminales de este intrincado circuito.
Para resolver esto, primero se analiza el grupo en la parte inferior del circuito, que consta de cuatro condensadores conectados en paralelo. La suma de su capacitancia da una capacitancia equivalente, representada por un solo condensador C3.
A continuación, se considera el grupo intermedio, que tiene tres condensadores en paralelo. Nuevamente, la suma de sus capacitancias da la capacitancia equivalente C2.
Finalmente, considere el grupo superior, que tiene dos condensadores en paralelo. La capacitancia equivalente se calcula y representa con un condensador, C1.
Ahora, el complejo circuito se ha simplificado en tres condensadores conectados en serie.
Para determinar la capacitancia equivalente para esta combinación en serie, se toma la suma de los recíprocos de cada capacitancia, lo que da como resultado la inversa de la capacitancia equivalente.
Al reorganizar los términos, se obtiene la capacitancia equivalente de todo el circuito entre los terminales.
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