¿Por qué el led se oscurece gradualmente y luego se apaga cuando está conectado a un capacitor en serie?

Respuesta corta: la corriente se detiene cuando el capacitor se carga hasta el voltaje de la batería.

Cuando la corriente fluye a través del circuito, la bombilla se enciende. En este caso, puede considerar la bombilla como un "detector de corriente". La corriente en este caso es el flujo de carga, y los portadores de carga son electrones. Se empujan alrededor porque la batería los empuja con un campo eléctrico.

Ahora mira el símbolo del condensador. Indica que hay un hueco entre las placas. Los electrones normalmente no saltan esta brecha. Pero sabes que hay corriente porque la bombilla se enciende inicialmente. Entonces, ¿qué está pasando? Los electrones se están acumulando efectivamente en una de las placas del capacitor, mientras que la placa opuesta tiene electrones que se eliminan, "cargándola". Pero no pueden acumularse indefinidamente, porque cuanto más se acumulan, más se repelen entre sí. Básicamente, se necesita energía / trabajo para hacer esto, y puede considerar que el capacitor está almacenando esta energía, y puede ser lanzado de manera efectiva más adelante. A medida que se carga el condensador, aumenta la tensión a través de él, hasta que la batería no puede empujar más electrones. En este punto, la tensión del condensador ha igualado la tensión de la batería. No más flujo de electrones, la bombilla finalmente se apaga.

Para liberar la energía almacenada en el condensador, retire la batería del circuito y conecte los cables juntos. Debería ver el mismo efecto (la bombilla se enciende, luego se atenúa hasta que se apaga), porque la batería ya no mantiene esos electrones empujados y regresan a la neutralidad a través de la bombilla.

Si tuvieras dos baterías; uno cargando el otro, la corriente se detiene cuando la batería más descargada alcanza el mismo nivel de carga que la otra batería.

El condensador no es una batería, pero se comporta como uno en este circuito: se carga progresivamente con un aumento de voltaje que se opone progresivamente a los electrones que fluyen hacia él.

Se alcanza un estado de equilibrio después de un cierto período de tiempo y no hay más flujos de corriente.

Las tapas de valor más pequeño se cargan más rápido: si tuviera una tapa de 10 nF en lugar de 10 uF, no notaría que el LED se ilumina en absoluto: sucedería muy rápido. Si tuvieras una supercapa, podrían pasar minutos u horas hasta que el LED se atenúe.