Carga de condensadores varias veces [cerrado]

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Estaba pensando en "cargar" los condensadores. Si tuvieras un circuito como este:

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Como puede ver, la fuente de alimentación de 10 milivoltios no será suficiente para cargar el capacitor de 200 microFarad. Si desconecté el condensador después de que se agotó a la fuente de alimentación, ¿es posible conectarlo a otra fuente de alimentación y continuar cargando?

    
pregunta Justin Chang

2 respuestas

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¡Primero, ninguna fuente de alimentación cargará un condensador! Esto se debe al hecho de que, en teoría, el condensador se carga cuando su voltaje es igual al voltaje de suministro.

La ecuación de carga más simple es \ $ V_c = V_s (1-e ^ {- \ frac {t} {t_0}}) \ $, donde \ $ V_c \ $ es voltaje del capacitor, \ $ V_s \ $ es el voltaje fuente de voltaje, \ $ t \ $ es el tiempo durante el cual se carga el capacitor y \ $ t_0 \ $ es la constante de tiempo RC del circuito de carga, donde C es la capacitancia del capacitor y R es la resistencia en serie en la trayectoria del condensador. Una solución a la ecuación mostrará que los voltajes serán iguales solo cuando el tiempo \ $ t \ $ alcance el infinito.

También existe la definición de carga "práctica" del condensador cargado. Si recuerdo correctamente, el condensador se considera cargado después de que hayan transcurrido 6 constantes de tiempo. En este punto, el voltaje del capacitor será más del 99% del voltaje de la fuente de voltaje.

Ahora sobre tu pregunta: Primero, el circuito que publicó rompe los supuestos necesarios para los análisis teóricos, ya que no tiene resistencia en serie con el condensador. En teoría, el capacitor tomará una corriente infinita en un tiempo infinitamente corto y la fuente de voltaje podrá producir la corriente necesaria.

En un circuito real, siempre tendrá cierta resistencia de la fuente de voltaje, los cables que conectan el capacitor, la resistencia interna del capacitor, etc. Todos juntos producirán la resistencia R para la ecuación de la constante de tiempo.

Finalmente, sobre la carga de un capacitor en una fuente de voltaje diferente: un capacitor ideal, cuando se desconecta de una fuente de voltaje, mantendrá su voltaje ya que no hay nada que drene la energía del capacitor. En una situación del mundo real, el condensador tendrá algunas pérdidas. Término utilizado si hay fugas en el condensador, si desea investigar más a fondo. Básicamente, el aislamiento entre las placas del capacitor no es perfecto y alguna carga pasará de una placa a otra. Dependiendo del tipo de capacitor, ese proceso puede ser lento o puede llevar mucho tiempo. Esas pérdidas se modelan a menudo como una Resistencia paralela al condensador.

Por lo tanto, un condensador del mundo real cuando se desconecta de una fuente de voltaje comenzará a descargarse y la rapidez con la que se descargue dependerá de su tipo. Si durante ese tiempo conecta el capacitor a otra fuente de voltaje, el capacitor trabajará para hacer coincidir su voltaje con el voltaje de la nueva fuente. Esto puede ir en ambos sentidos: si el voltaje de la fuente es superior al voltaje del capacitor, entonces el capacitor continuará absorbiendo energía y se cargará. Si el voltaje de la fuente de voltaje es menor que el del capacitor, el capacitor comenzará a suministrar energía al resto del circuito y su voltaje caerá para coincidir con el voltaje de la fuente.

Entonces, sí, puede continuar cargando un capacitor con otra fuente de voltaje.

    
respondido por el AndrejaKo
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Sí, puede desconectar el condensador de una fuente de bajo voltaje y conectarlo a una fuente de mayor voltaje. Entonces se cargará hasta el voltaje más alto.

Por cierto ... Cuando un capacitor está "completamente" cargado, generalmente se considera que su voltaje es igual al de la fuente de alimentación, por lo que según esa definición, el capacitor en realidad está completamente cargado a 10 mV. En otros casos, puede definir la carga completa como cercana a la tensión nominal (pero dejando un margen de seguridad).

    
respondido por el Justin

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