Captulo 26B Circuitos con capacitoresPresentacin PowerPoint dePaul E. Tippens, Profesor de FsicaSouthern Polytechnic State University 2007

Objetivos: Despus de completar este mdulo deber:Calcular la capacitancia equivalente de algunos capacitores conectados en serie o en paralelo.Determinar la carga y voltaje a travs de cualquier capacitor elegido en una red cuando se dan capacitancias y la diferencia de potencial aplicada externamente.

Smbolos de circuito elctricoLos circuitos elctricos con frecuencia contienen dos o ms capacitores agrupados juntos y unidos a una fuente de energa, como una batera.Los siguientes smbolos se usan con frecuencia:

Circuitos en serieLos capacitores u otros dispositivos conectados a lo largo de una sola trayectoria se dice que estn conectados en serie. Vea el circuito siguiente:Conexin en serie de capacitores. + a a + La carga dentro de los puntos es inducida.

Carga sobre capacitores en serieDado que la carga interna slo es inducida, la carga sobre cada capacitor es la misma.

Voltaje sobre capacitores en serieDado que la diferencia de potencial entre los puntos A y B es independiente de la trayectoria, el voltaje de la batera V debe ser igual a la suma de los voltajes a travs de cada capacitor.

Capacitancia equivalente: serieV = V1 + V2 + V3Ce equivalente para capacitores en serie:

Ejemplo 1. Encuentre la capacitancia equivalente de los tres capacitores conectados en serie con una batera de 24 V.Ce para serie:Ce = 1.09 mF

Ejemplo 1 (Cont.): El circuito equivalente se puede mostrar como sigue, con una sola Ce.Note que la capacitancia equivalente Ce para capacitores en serie siempre es menor que la mnima en el circuito. (1.09 mF < 2 mF)

Ejemplo 1 (Cont.): Cul es la carga total y la carga en cada capacitor?

Ce = 1.09 mFQT = CeV = (1.09 mF)(24 V);QT = 26.2 mCPara circuito en serie:QT = Q1 = Q2 = Q3Q1 = Q2 = Q3 = 26.2 mC

Ejemplo 1 (Cont.): Cul es el voltaje a travs de cada capacitor?

VT = 24 VNota: VT = 13.1 V + 6.55 V + 4.37 V = 24.0 V

Camino corto: Dos capacitores en serieLa capacitancia equivalente Ce para dos capacitores en serie es el producto divido por la suma. Ce = 2 mF

Circuitos en paraleloLos capacitores que estn todos conectados a la misma fuente de potencial se dice que estn conectados en paralelo. Vea a continuacin:Cargas:QT = Q1 + Q2 + Q3

Capacitancia equivalente: en paraleloQ = Q1 + Q2 + Q3Ce equivalente para capacitores en paralelo:Voltajes iguales: CV = C1V1 + C2V2 + C3V3Ce = C1 + C2 + C3

Ejemplo 2. Encuentre la capacitancia equivalente de los tres capacitores conectados en paralelo con una batera de 24 V.Ce para paralelo:Ce = 12 mFCe = (2 + 4 + 6) mFNote que la capacitancia equivalente Ce para capacitores en paralelo siempre es mayor que la ms grande en el circuito. (12 mF > 6 mF)

Ejemplo 2 (Cont.) Encuentre la carga total QT y la carga a travs de cada capacitor.Ce = 12 mFV1 = V2 = V3 = 24 VQ1 = (2 mF)(24 V) = 48 mCQ1 = (4 mF)(24 V) = 96 mCQ1 = (6 mF)(24 V) = 144 mCQT = CeV QT = (12 mF)(24 V) QT = 288 mC

Ejemplo 3. Encuentre la capacitancia equivalente del circuito dibujado abajo.Ce = 4 mF + 2 mFCe = 6 mF

Ejemplo 3 (Cont.) Encuentre la carga total QT. Ce = 6 mFQ = CV = (6 mF)(24 V)QT = 144 mC

Ejemplo 3 (Cont.) Encuentre la carga Q4 y el voltaje V4 a travs del capacitor de 4 mF. V4 = VT = 24 VQ4 = (4 mF)(24 V)Q4 = 96 mCEl resto de la carga (144 mC 96 mC) est en CADA UNO de los otros capacitores (en serie).Q3 = Q6 = 48 mCEsto tambin se puede encontrar deQ = C3,6V3,6 = (2 mF)(24 V)

Ejemplo 3 (Cont.) Encuentre los voltajes a travs de los capacitores de 3 y 6 mF. Nota: V3 + V6 = 16.0 V + 8.00 V = 24 VQ3 = Q6 = 48 mCUse estas tcnicas para encontrar el voltaje y la capacitancia a travs de cada capacitor en un crircuito.

Resumen: circuitos en serieQ = Q1 = Q2 = Q3V = V1 + V2 + V3Para dos capacitores a la vez:

Resumen: Circuitos en paraleloQ = Q1 + Q2 + Q3V = V1 = V2 =V3Para circuitos complejos, reduzca el circuito en pasos con la reglas para conexiones en serie y en paralelo hasta que sea capaz de resolver el problema.

CONCLUSIN: Captulo 26BCircuitos con capacitores