Calcolatore di Condensatori in Serie e Parallelo

Il Calcolatore di Condensatori in Serie e Parallelo trova la capacità equivalente di qualsiasi numero di condensatori collegati in serie o in parallelo. Inserisci i tuoi condensatori in una combinazione a scelta di pF, nF, µF, mF o F e lo strumento restituisce all’istante la capacità combinata, disegna uno schema del circuito animato e — la parte che la maggior parte dei calcolatori omette — mostra esattamente come la carica e la tensione si distribuiscono su ciascun condensatore. Aggiungi una tensione applicata per ottenere anche la carica totale e l’energia accumulata.

Formule per condensatori in serie e in parallelo

I condensatori si combinano secondo due semplici regole. Il trucco da ricordare è che si comportano in modo opposto rispetto ai resistori.

In parallelo, collegare i condensatori uno accanto all’altro equivale ad ampliare l’area delle armature, per cui la capacità totale aumenta. In serie, impilare i condensatori aumenta la distanza effettiva tra le armature esterne, per cui la capacità equivalente diminuisce — è sempre inferiore al condensatore più piccolo presente nella catena.

Perché i condensatori funzionano al contrario dei resistori

Questo è il punto di confusione più comune nell’analisi dei circuiti. I resistori si sommano in serie e usano la regola del reciproco in parallelo. I condensatori sono l’opposto: si sommano in parallelo e usano la regola del reciproco in serie. La ragione è fisica: la resistenza si oppone alla corrente e si somma da un’estremità all’altra, mentre la capacità accumula carica sulle armature e affiancare le armature (parallelo) offre semplicemente più superficie per accumulare carica.

Come si distribuiscono carica e tensione

Condensatori in serie

Ogni condensatore in una catena in serie trasporta esattamente la stessa carica (Q). Poiché Q = C × V, la tensione ai capi di ciascun condensatore è inversamente proporzionale alla sua capacità: il condensatore più piccolo assorbe la quota maggiore di tensione. Questo è fondamentale quando si sceglie la tensione nominale dei condensatori: un condensatore piccolo nella catena può essere sovraccaricato anche se la tensione totale sembra sicura.

Condensatori in parallelo

Ogni condensatore in parallelo vede la stessa tensione (l’intera tensione di alimentazione). La carica si suddivide in proporzione diretta alla capacità: il condensatore più grande accumula più carica. L’aggiunta di condensatori in parallelo è il metodo standard per creare una riserva di capacità maggiore in un alimentatore.

Energia accumulata e carica

Quando inserisci una tensione applicata, il calcolatore riporta anche la carica totale e l’energia accumulata dalla combinazione:

Tabella di riferimento delle unità dei condensatori

Come usare questo calcolatore

1. Scegli la configurazione: seleziona Serie o Parallelo in base a come sono collegati i condensatori nel tuo circuito.
2. Inserisci i tuoi condensatori: digita ogni valore e seleziona la relativa unità. Premi "Aggiungi condensatore" per aggiungerne quanti ne desideri (fino a 12).
3. Aggiungi una tensione (opzionale): inserisci la tensione applicata per ottenere anche la carica totale, l’energia accumulata e la tensione ai capi di ciascun condensatore.
4. Fai clic su Calcola: consulta la capacità equivalente, lo schema animato, la distribuzione per condensatore e un confronto affiancato serie vs parallelo.

Esempio pratico

Tre condensatori — 100 µF, 220 µF e 470 µF — in parallelo offrono C_eq = 100 + 220 + 470 = 790 µF. Gli stessi tre in serie offrono 1/C_eq = 1/100 + 1/220 + 1/470 ≈ 0,01669, quindi C_eq ≈ 59,9 µF — valore inferiore rispetto al condensatore da 100 µF, esattamente come previsto dalla regola della serie.

Domande frequenti

Come si calcolano i condensatori in parallelo?

I condensatori in parallelo si sommano semplicemente: C_eq = C₁ + C₂ + … + Cₙ. Il collegamento di condensatori in parallelo aumenta la capacità totale perché aumenta effettivamente l'area combinata delle armature.

Come si calcolano i condensatori in serie?

Per i condensatori in serie si sommano i reciproci: 1/C_eq = 1/C₁ + 1/C₂ + … + 1/Cₙ, quindi si calcola il reciproco del risultato. La capacità equivalente in serie è sempre inferiore al condensatore più piccolo della catena.

Perché i condensatori si combinano in modo opposto rispetto ai resistori?

I resistori si sommano in serie e usano la regola del reciproco in parallelo. I condensatori funzionano al contrario: si sommano in parallelo e usano la regola del reciproco in serie. Questo accade perché la capacità è proporzionale all'area delle armature, quindi il collegamento in parallelo aggiunge area, mentre il collegamento in serie aumenta la separazione effettiva tra le armature e riduce la capacità.

Come si divide la tensione tra i condensatori in serie?

I condensatori in serie trasportano tutti la stessa carica, quindi la tensione ai capi di ciascun condensatore è inversamente proporzionale alla sua capacità: V_i = Q / C_i. Il condensatore più piccolo riceve la quota maggiore di tensione, il che è importante per le specifiche di tensione nominale.

Quanta energia accumula un banco di condensatori?

L'energia accumulata nella capacità equivalente è E = ½ × C_eq × V², dove C_eq è la capacità equivalente e V è la tensione applicata. Questo calcolatore riporta l'energia totale accumulata ogni volta che inserisci una tensione.

I condensatori devono avere lo stesso valore?

No. Puoi combinare condensatori di qualsiasi valore in serie o in parallelo. Questo calcolatore accetta valori e unità misti e mostra come la carica o la tensione si distribuisce su ogni singolo condensatore.

Risorse aggiuntive

• Condensatore - Wikipedia
• Circuiti in serie e in parallelo - Wikipedia