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Asociación de cuatro condensadores GIA

De Laplace

1 Enunciado

El circuito de la figura está formado por cuatro condensadores cuyas capacidades son: C_1=1\,\mu\mathrm{F}, C_2=2\,\mu\mathrm{F}, C_3=3\,\mu\mathrm{F} y C_4=4\,\mu\mathrm{F}. La diferencia de potencial entre A y B es de 12\,\mathrm{V}. Calcular la carga de cada condensador.

 

 

 

2 Solución

Los condensadores C1 y C3, y por otro lado C2 y C4, forman sendas asociaciones en serie que, a su vez, están conectadas en paralelo, de manera que ambas asociaciones estarán simultáneamente a la misma diferencia de potencial V_A-V_B=12\,\mathrm{V}\,. Nótese que VA es el valor del potencial en sendos conductores de los condensadores C1 y C2 que son equipotenciales. Análogamente, VB es el potencial de los conductores de los condensadores C3 y C4 que están conectado y tendrán siempre el mismo valor de potencial. Así, si Ca y Cb son las capcidades equivalentes de las asociaciones C1 y C3, y C2 y C4, respectivamente, se tendrá que:

V_A-V_B=\frac{Q_\mathrm{a}}{C_\mathrm{a}}=\frac{Q_\mathrm{b}}{C_\mathrm{b}}

Fijémonos en la asociación de C1 y C3: éstos forman un condensador en serie cuando los conductores interconectados de C1 y C3 constituyen un único conductor aislado y descargado. Por tanto, si \pm Q_1 y \pm Q_3 son las cargas almacenadas en los conductores de dicho condensadores, se debe cumplir:

-Q_1+Q_3=0\quad\Longrightarrow\quad Q_1=Q_3=Q_\mathrm{a}

que será la cantidad de carga almacenada en uno de los conductores del condensador equivalente a la asociación, y que coincide físicamente con el conductor no conectado del condensandor C1. Por

En consecuencia, los conductore

de aquéllos están aislados y descargadosestos do

la capacidad equivalente Ca es la relación entre la carga eléctrica Qa que hay en uno de los conductores no conectados de la asociación y la diferencia de potencial entre éstos, VAVB. Pero los conductores de este condensador equivalente coinciden con los conductores no conectados el conductor del condensador C1 que no estátanto, la carga Qa de

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