Cuando se cablea un circuito con un capacitor, ¿por qué la electricidad va primero al capacitor en lugar de pasar por alto?

Question

Soy relativamente nuevo en electrónica y solo me dediqué en la secundaria a circuitos muy simples, pero estaba haciendo un proyecto con neopíxeles y necesitaba poner un capacitor en los rieles positivo y negativo para detener un aumento repentino de corriente y así evitar dañar el primer píxel.

"Cuando se utiliza una fuente de alimentación de corriente continua, o una batería especialmente grande, recomendamos agregar un capacitor grande (1000 µF, 6.3V o superior) en los terminales + y -. Esto evita que la corriente inicial dañe los píxeles. Consulte la foto en la siguiente página para ver un ejemplo."

El circuito anterior muestra lo que quiero decir, ¿por qué los electrones no fluyen más allá del capacitor hacia el led? ¿O es una suposición incorrecta y los electrones sí fluyen más allá del capacitor y el capacitor solo absorbe parte de la energía?

Si la electricidad tiene que cargar el capacitor primero, ¿qué impide que la corriente pase más allá del capacitor?

Espero haber expresado bien la idea. Lamento si no estoy logrando transmitir mi punto.

Answer 1

El circuito anterior muestra más o menos lo que quiero decir, ¿por qué los electrones no fluyen más allá del capacitor hacia el led o es esa una suposición incorrecta y los electrones sí fluyen más allá del capacitor y el capacitor simplemente absorbe algo de la energía?

Cuando el capacitor se descarga, el voltaje a través de él es de 0 V. Si hay alguna carga resistiva en paralelo, entonces no fluirá corriente a través de la carga resistiva porque el voltaje a través de ella es de 0 V.

Solo después de que la corriente fluya a través del capacitor, su voltaje aumentará. A medida que su voltaje aumenta, parte de la corriente comenzará a desviarse a través de la carga resistiva.

Una vez que el voltaje del capacitor aumenta cerca de la fem de la batería, la batería no podrá aumentar más el voltaje a través del capacitor, y la corriente dejará de fluir a través del capacitor. En este punto, casi toda la corriente de salida de la batería fluirá a través de la carga.

Answer 2

La batería solo puede suministrar una cantidad finita de corriente, porque las celdas internas (6 en serie) son cada una pequeñas y tienen carcasas aislantes alrededor de cada celda junto con los contactos necesarios (+) y (-) y las pastas químicas necesarias y materiales incrustados dentro de esas pastas para extraer electrones.

Con una corriente finita de la batería a tu circuito, con inicialmente cero carga en el capacitor, el voltaje debe comenzar en cero y luego cargarse lentamente.

Podemos predecir la tasa de carga; las personas de electrónica usan el término "constante de tiempo" para describir esta carga.

Supongamos una resistencia de 1 ohm en cada celda. Hay 9 en serie, por lo tanto un total de 9 ohms.

El capacitor, si es de 100uF, y la resistencia total en serie de 9 ohms, se multiplican juntas para calcular la constante de tiempo (en griego, usamos TAU como la palabra más corta).

Así que la constante de tiempo (TAU, tau) τ es 100uF * 9 Ω o 900 microsegundos.

Eso es demasiado rápido para que el ojo humano lo note.

Answer 3

Porque la resistencia en serie del capacitor (resistencia a tierra o "-") es menor que la resistencia del resistor antes del LED + el LED. A medida que el capacitor se llena, su resistencia a tierra aumenta y comienza a fluir corriente a través del LED. Cuando está completamente lleno, toda la corriente pasa a través del LED porque ya no puede cruzar el capacitor. Cuando desconectas el cable + de la batería, el LED seguirá brillando un poco más tiempo ya que la corriente cargada en el capacitor se está evacuando a través del LED. Entonces, el capacitor se descargará.