Calculadora de condensadores (serie, paralelo, carga y energía)

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Resultado

Capacidad equivalente5,998 µF
Carga total71,97 µC
Energía total almacenada431,8 µJ
CondensadorCapacidadTensiónCargaEnergía
C110 µF7,197 V71,97 µC259 µJ
C222 µF3,271 V71,97 µC117,7 µJ
C347 µF1,531 V71,97 µC55,11 µJ

Combina condensadores en serie o en paralelo y halla la carga y la tensión de cada uno, o calcula la carga Q = C·V y la energía almacenada E = ½·C·V² de un solo condensador. Un tercer modo da la capacidad de un condensador de placas paralelas a partir del área de las placas, la separación y el dieléctrico, y comprueba si el campo rompería el aire del hueco.

Solución paso a paso

En serie: suma los inversos

1/Ceq = 1/10 + 1/22 + 1/47 = 0,1667 1/µF
Ceq = 5,998 µF
Los condensadores en serie tienen menos capacidad que el más pequeño; comparten la misma carga.

Carga y energía

Q = Ceq·V = (5,998 × 10⁻⁶)·12 = 71,97 µC
E = ½·Ceq·V² = 431,8 µJ
En serie todos los condensadores llevan la misma carga Q; su tensión es Q/C, así que el condensador más pequeño recibe la mayor tensión.

Fórmulas clave

Constante de tiempo
τ = RC | τ = L/R
Respuesta
x(t) = x(∞) + [x(0) − x(∞)]·e−t/τ
Condensador en continua
circuito abierto; vC no puede saltar

Cómo calcular condensadores en serie y en paralelo

  1. En paralelo: los condensadores comparten la misma tensión, así que sus cargas se suman. La capacidad equivalente es la suma: C = C₁ + C₂ + C₃.
  2. En serie: todos los condensadores llevan la misma carga. Suma los inversos: 1/C = 1/C₁ + 1/C₂ + 1/C₃. El resultado es menor que el del condensador más pequeño.
  3. Con una tensión V en la combinación, la carga total es Q = C·V y la energía almacenada es E = ½·C·V².
  4. En serie cada condensador tiene la tensión Vᵢ = Q/Cᵢ, así que el condensador más pequeño recibe la mayor tensión. En paralelo cada carga es Qᵢ = Cᵢ·V.
  5. Para un condensador de placas paralelas, C = ε₀·εr·A/d con ε₀ = 8,854 × 10⁻¹² F/m, el área de las placas A en m² y la separación d en m.

Preguntas y respuestas

¿Por qué los condensadores en serie y las resistencias en serie son opuestos?

Las resistencias en serie se suman porque la corriente atraviesa cada una por turno. Los condensadores en serie actúan como un solo condensador con un dieléctrico más grueso, así que la capacidad disminuye; lo que se suma son los inversos. En paralelo las áreas de las placas se suman en la práctica, así que las capacidades se suman.

¿Cuánta energía almacena un condensador?

E = ½·C·V² = ½·Q·V = Q²/(2C). Un condensador de 470 µF cargado a 25 V almacena ½ × 470 × 10⁻⁶ × 25² = 0,147 J. Los condensadores grandes pueden seguir cargados tras apagar la alimentación, así que descárgalos antes de tocar los terminales.

¿Qué es la permitividad relativa εr?

Indica cuánto aumenta un dieléctrico la capacidad en comparación con el vacío. El aire tiene aproximadamente 1,0006, el PTFE alrededor de 2,1, el vidrio de 5 a 10 y los dieléctricos cerámicos de unos 10 a varios miles.

¿Qué tensión nominal debe tener un condensador?

Mayor que la mayor tensión que vaya a soportar, normalmente con un margen del 20 % al 50 %. En serie las tensiones no se reparten por igual a menos que los condensadores sean iguales, así que comprueba cada condensador con Vᵢ = Q/Cᵢ.

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