Divisor de voltaje capacitivo:una guía detallada
Los divisores de tensión capacitivos han ganado cada vez más popularidad; los encontrará utilizados en muchos proyectos eléctricos como los osciladores Colpitts, entre otros.
Sin embargo, antes de decidir usar un divisor de voltaje capacitivo, debe entender claramente cómo funcionan.
Este artículo define los divisores de voltaje capacitivos y la regla del divisor de voltaje. También observará los diversos diagramas de circuito de un divisor de voltaje capacitivo y más.
¿Qué es un divisor de voltaje capacitivo?
Divisor de voltaje
Fuente:Wikipedia
Un divisor de voltaje capacitivo es un circuito que toma una diferencia de voltaje potencial y la divide en dos mientras mantiene una relación de voltaje constante.
Además, un divisor capacitivo generalmente tendrá un par de capacitores alineados entre sí.
El propósito principal de este circuito es asignar varias cantidades de voltajes a otras partes del circuito siguiendo la ley de Ohm:
V=IR
Dónde; V representa voltaje, I significa corriente y R resistencia.
Por ejemplo, cuando tiene una fuente de alimentación de 12 voltios, coloca cuatro condensadores en serie entre sí (y todos ellos son de 1 µF). Luego, los capacitores ofrecerán una salida de voltaje de 6 voltios, que es la mitad de los 12 voltios.
¿Qué es una regla del divisor de voltaje?
Divisor de tensión
Fuente:Wikimedia Commons.
En promedio, el voltaje de entrada se divide a través de los elementos cuando un par de elementos del circuito están interconectados en serie.
De manera similar, cuando interconecta algunos elementos del circuito en paralelo, la corriente también se dividirá entre los componentes.
En consecuencia, usamos la regla del divisor de corriente para circuitos paralelos, y para un circuito en serie, empleamos la regla del divisor de voltaje cuando analizamos el curso.
La regla del divisor de voltaje, otro nombre de regla del divisor de potencial, juega un papel fundamental en el análisis de circuitos, ya que nos ayuda a calcular el voltaje individual de los elementos.
Dependiendo de los elementos utilizados en un circuito, la regla del divisor de voltaje se dividirá en tres categorías.
A saber;
- Divisor de voltaje inductivo
- Divisor de voltaje capacitivo
- Divisor de voltaje resistivo
Echemos un vistazo más de cerca a cada uno de los anteriores.
Regla del divisor de voltaje para circuitos resistivos
Para comprender la regla del divisor de voltaje resistivo, usemos un circuito con un par de resistencias conectadas en serie a la fuente de voltaje.
Dado que interconectaste las resistencias en serie, ambas (las resistencias) tienen una cantidad similar de corriente que fluye a través de ellas.
Resistencias
Sin embargo, las resistencias tienen un voltaje de contraste; el voltaje de entrada del circuito se divide en el par de resistencias. Además, la resistencia afecta directamente la cantidad de voltaje individual.
A continuación se muestra un circuito que puede utilizar para una mayor comprensión:
Un circuito resistivo
Del diagrama de circuito anterior, las resistencias R1 y R2 interconexión en serie con VS (la fuente de voltaje). La fuente de voltaje proporciona una corriente total de 1 amperio.
Sin embargo, el diseñador fijó todos los elementos en serie; en consecuencia, habrá un bucle y la corriente que se mueve a través de ellos permanecerá constante en 1 amperio.
Ahora, para calcular el voltaje total, puede usar la fórmula:
VS =V D 1 + V D 2 … (1)
donde,
VR1 representa el voltaje a través de la resistencia, R1 y VR2 representan el voltaje a través de la resistencia R2 . Además, todo el voltaje proporcionado se divide entre estas dos resistencias. Por lo tanto, puede obtener el voltaje total sumando VR1 y VR2 .
Siguiendo la ley de OHM;
VR1 =IR1 +IR2 …. (2)
Así, a partir de las ecuaciones (1) y (2);
VS =IR1 +IR2
VS =yo(R1 +R2 )
Luego, coloca el valor de la primera corriente en la ecuación (2)
VR1 =IR1
Del mismo modo
VR2 =IR2
Por lo tanto, la regla del divisor de voltaje de un circuito resistivo contradice la regla del divisor de corriente.
Regla del divisor de voltaje para circuitos inductivos
Cuando interconecta tres o más inductores en un circuito en modo serie, la corriente que fluye a través de los inductores permanece constante. Sin embargo, el voltaje de la fuente se extiende a todos los inductores.
Inductores
Por lo tanto, puede usar la regla del divisor de voltaje del inductor para calcular la cantidad de voltaje en un inductor individual.
Un circuito inductivo
El diseñador vinculó ambos inductores L1 y L2 en modo serie del diagrama de circuito anterior. Además, VL1 representa el voltaje a través de L1 , y del mismo modo, VL2 representa el voltaje a través de L2 . La VS muestra la tensión de alimentación.
Para encontrar VL1 y VL2 , usamos la regla del divisor de voltaje del inductor. Como ya sabes, la ecuación para el voltaje de los inductores es;
Donde Leq es igual a la suma de la inductancia del circuito, el ingeniero eléctrico interconectó los inductores en serie en nuestro circuito de ejemplo. Por lo tanto, la inductancia suma es una combinación de las dos inductancias;
Lequivalente =L1 + L2
De la ecuación (3);
Voltaje a través del inductor L1 es;
Asimismo, el voltaje a través del inductor L2 es;
Por lo tanto, podemos concluir que la regla del divisor de tensión de un inductor es similar a la de las resistencias.
Regla del divisor de voltaje para circuitos capacitivos
Usemos el siguiente circuito para calcular la regla del divisor de voltaje de un capacitor.
Un circuito capacitivo
Dónde;
El ingeniero fijó un par de capacitores en serie con VS , el voltaje de la fuente. A continuación, el voltaje de la fuente se divide en dos. Uno pasa por el condensador C1 y el otro a través del capacitor C2 .
Condensadores
Además, VC1 representa el voltaje a través del capacitor C1 , y VC2 significa voltaje a través del capacitor C2 .
Por lo tanto, la capacitancia combinada es
El cargo total proporcionado por la fuente:Q =Ceq VS , que es esencialmente
Condensador C1 voltaje;
VC1 =Q1 / C1
Condensador C2 voltaje;
VC2 =Q2 / C2
En resumen, el voltaje individual a través de un capacitor es una relación de capacitancia opuesta multiplicada por la capacitancia total y el voltaje total.
Fórmula del divisor de voltaje capacitivo
Un divisor de tensión capacitivo es un circuito que utiliza un par de condensadores paralelos a la salida e interconectados a la entrada de CA (corriente alterna).
Puede obtener la relación entre el voltaje de entrada y salida usando la fórmula;
Vfuera /Ven =1/ (1+CS /CP )
Dónde;
- CS representa la capacitancia total de todos los capacitores conectados en serie.
- CP representa la capacitancia suma de cada capacitor conectado en paralelo.
La fórmula anterior proporciona una señal de corriente alterna (CA) con una magnitud que depende de la Vin con un desplazamiento.
Sin embargo, la compensación varía con respecto a la cantidad de capacitancia de CS o CP .
Diagrama de circuito del divisor de voltaje capacitivo
Circuito divisor de voltaje CA capacitivo
La fórmula X C
Aun así, para calcular la cantidad de voltaje asignado a los capacitores del circuito, primero debe calcular la impedancia del capacitor. Puede hacerlo utilizando la fórmula indicada anteriormente.
Después de calcular la impedancia, puede emplear la fórmula de OHM para conocer la cantidad de voltaje que pasa a través de cada capacitor.
Por ejemplo:
Un circuito divisor de voltaje CA capacitivo
El circuito anterior tiene dos condensadores y un voltaje de suministro de CA de 120 V; en consecuencia, el voltaje fluirá a ambos capacitores. Recuerda que los capacitores están en modo serie.
Ahora puede emplear un divisor de voltaje simple para conocer el voltaje asignado, donde el capacitor de 1 μF obtendrá el doble de voltaje.
Por lo tanto, en nuestro caso, será de 80 V y el condensador de 2 μ obtendrá 40 V
Circuito divisor de voltaje CC capacitivo
El voltaje se comparte en un circuito divisor de voltaje de CC según la fórmula V=Q/C. Por lo que el voltaje es opuestamente simétrico al valor de capacitancia del capacitor.
En esencia, el capacitor que tiene una capacitancia más baja recibirá un voltaje más alto. Por otro lado, el capacitor con más capacitancia recibirá un voltaje menor.
Por ejemplo:
Circuito divisor de voltaje CC capacitivo
Los circuitos anteriores suministran un voltaje de CC de 15 V, lo que significa que los 15 voltios fluirán a través del par de capacitores.
El voltaje fluirá a ambos capacitores de modo que cuando se sumen, será igual a la fuente de suministro de 15 V.
Suponiendo que los capacitores tengan una carga similar, puede calcular el voltaje a partir de sus valores de capacitancia.
Dado que el valor del condensador de 1 μF es la mitad del valor del condensador de 2 μF, el voltaje del primer condensador será el doble que el del segundo.
Por lo tanto, el voltaje del capacitor de 1 μF será de 10 voltios y el voltaje del capacitor de 2 μF será de 5 voltios.
Ventajas y desventajas del divisor de voltaje capacitivo
Los divisores de voltaje son útiles, pero también tienen ventajas y desventajas como todos los demás inventos.
Ventajas
- Mínima pérdida de calor
- Asequible
- Funciona con CC (corriente continua) o CA (corriente alterna)
- Bajo costo de instalación
- Depende de la frecuencia
Desventajas
- funciona únicamente en AC ligero
- Bastante pesado
- El sobrecalentamiento reduce la eficiencia de trabajo
- Algunos divisores de voltaje son costosos de instalar y solo funcionan con CA.
Usos del divisor de voltaje capacitivo
Como se mencionó anteriormente, los divisores de voltaje capacitivos tienen numerosas aplicaciones. Algunos de ellos incluyen:
- Un divisor de voltaje puede reducir el voltaje y permitir la medición de voltaje de alto nivel.
- Los divisores de voltaje dentro de un microcontrolador ayudan a medir la resistencia de un sensor.
Un microcontrolador
- Un divisor de voltaje funciona como un cambiador de nivel lógico cuando se interconectan varios voltajes operativos.
Resumen
Después de leer este artículo, esperamos definir un circuito divisor capacitivo y explicar la regla del divisor de voltaje.
Sería mejor comprender las diversas ventajas y desventajas de un divisor de voltaje capacitivo.
Si requiere mayor información sobre el tema, por favor contáctenos.
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