Supongamos, para el propósito de la discusión teórica, que su condensador externo consta de dos placas paralelas conectadas a través de una fuente de voltaje, y el condensador interno consta de dos placas paralelas conectadas a través de la resistencia (es lo que se muestra en su diagrama, pero dicho en voz alta ).
Análisis de DC:
Primero debemos entender qué sucede en las condiciones de DC.
Imagine que el condensador externo está cargado a un cierto voltaje y que el condensador interno tiene voltaje cero a través de la resistencia de carga cuando se inserta entre las placas del externo. ¿Ahora queremos saber qué sucede con el condensador interno cuando el sistema alcanza su estado estable?
Está claro que la corriente a través de la resistencia de carga debe ser cero (de lo contrario no habrá conservación de carga). Esto significa que no hay diferencia de potencial entre las placas del condensador interno. Esto, a su vez, implica que no hay un campo eléctrico dentro del condensador interno. ¿Significa esto que no hay cargo en sus placas? La respuesta es NO: la transferencia de carga tiene lugar a través de la resistencia de carga y la carga transferida se acumula en las placas y neutraliza el campo eléctrico externo.
A partir de este análisis de CC, vemos que hay una transferencia de carga entre las placas del condensador interno y la corriente inducida a través de la resistencia de carga.
Análisis de CA:
Por la discusión anterior, sabemos que hay una corriente inducida una vez que la carga inducida en el condensador interno no neutraliza el campo eléctrico externo. Esto significa que si el campo externo oscilara, también lo hará la carga en el condensador interno. Esto da lugar a una corriente oscilante a través de la resistencia de carga.
Está claro que la magnitud de la corriente inducida será proporcional a la magnitud del campo eléctrico oscilante.
También está claro que será proporcional al área del condensador interno (descuidando el borde del campo eléctrico), la separación entre las placas y la constante dieléctrica entre las placas. Estos tres son equivalentes a decir que la corriente inducida será proporcional a la capacitancia del capacitor interno. Nota: esto es cierto mientras que el condensador interno es físicamente más pequeño que el externo.
Tenga en cuenta que, debido a la resistencia de carga, la transferencia de carga no es instantánea, sino que sigue la característica habitual del condensador, teniendo una constante de tiempo de RC. Esto significa que hay un comportamiento de paso bajo intrínseco en este sistema.
Conclusion:
Usted tiene razón: esta configuración puede emplearse para transferir energía.
¿Por qué no se usa? Bueno, solo puedo especular aquí. Mis conjeturas son:
- Suponiendo que los dieléctricos sean iguales para los capacitores externos e internos, esta configuración se puede usar solo para reducir el voltaje.
- El comportamiento del paso bajo intrínseco puede no ser deseable.
- El control sobre las áreas de los condensadores es más complicado que el control sobre la cantidad de devanados en los inductores.
- Es muy fácil garantizar que casi el 100% del campo magnético primario pase a través de los devanados secundarios. Es más complicado con los condensadores y el campo eléctrico.
- Para aumentar la eficiencia y reducir el tamaño físico, usted quiere que los capacitores sean delgados (pequeña brecha entre las placas), pero esto resulta en un menor voltaje de ruptura.
Y estoy seguro de que hay más razones. También estoy completamente seguro de que hay algunas aplicaciones especializadas donde se emplea esta técnica.
