¿Cuál es el propósito de los condensadores en paralelo?

Un condensador puede contener una cierta cantidad de carga para un voltaje dado:

Ahora, si tiene una determinada carga (por ejemplo, una resistencia en paralelo con los condensadores), esa carga consumirá una corriente particular (carga por unidad de tiempo). Si se almacena más carga (porque la capacitancia es mayor), entonces el voltaje caerá menos por unidad de tiempo. Esto significa que si tiene un puente rectificador, como en su diagrama, y ​​tiene cierta carga (que no se muestra en su diagrama), entonces la "ondulación" en la fuente de alimentación será menor si la capacitancia es mayor.

El efecto básico se muestra en este diagrama:

Puede ver la señal de CA, la señal rectificada (puente) y la señal después del condensador (con cierta corriente extraída). A medida que el capacitor crece, la cantidad de caída de voltaje será menor (la pendiente de la curva verde será menor si la capacitancia es mayor, ya que el capacitor puede proporcionar más carga/corriente sin que disminuya el voltaje).

Por cierto, a veces la gente pone capacitores de diferentes tipos en paralelo. Por ejemplo, un condensador electrolítico grande (1000 µF) y un condensador cerámico pequeño (100 nF). Esto se hace porque los capacitores "reales" tienen una inductancia en serie, y en el caso paralelo, el capacitor pequeño (que tiene una inductancia más pequeña) podrá responder rápidamente a cambios rápidos en la corriente, mientras que la capacitancia más grande se encargará de " demandas actuales a largo plazo". Esto a veces se denomina "desacoplamiento de suministro". Probablemente esté fuera del alcance de su pregunta actual, pero es un principio muy importante en ingeniería eléctrica.

Su malentendido proviene de suponer que el lado de la carga siempre está en cortocircuito con la salida del transformador. Este no es el caso. La caída de voltaje en el capacitor hace que todos los diodos se apaguen cuando el voltaje cae por debajo del pico, de modo que la carga ya no está en cortocircuito con el transformador y, por lo tanto, no necesita tener el mismo voltaje que él. Me explico con algunos diagramas. Supongamos que tenemos diodos ideales. Considere una onda sinusoidal de entrada (en los terminales secundarios del transformador).

En$t=0$, el voltaje secundario es cero, el voltaje del condensador es cero y el voltaje de carga es cero. Todos los diodos están en cortocircuito. No fluye corriente. Todo es cero básicamente.

Ahora considera un tiempo$t=0+dt$. La caída de voltaje en dos de los diodos ahora es apenas positiva, lo que hace que los diodos se acorten. Los otros dos diodos son lo contrario: ahora son circuitos abiertos.

Tal como cabría esperar, esto haría que tanto el condensador como la carga estuvieran al voltaje de la entrada. Esto continúa hasta que el voltaje de entrada alcanza su pico positivo en el momento$t=T$.

ahora a la hora$t=T+dt$, el voltaje de entrada cae infinitesimalmente por debajo de su pico, y dado que el voltaje de entrada máximo se almacena en el capacitor, los diodos que antes estaban en cortocircuito ahora tienen un voltaje ligeramente más alto en su terminal negativa, lo que hace que se conviertan en circuitos abiertos. Esto significa que la carga ya no está en cortocircuito con la fuente y no necesita tener el mismo voltaje que ella. Los otros diodos siguen siendo circuitos abiertos también por la misma razón. Entonces, ¿qué resultados es este:

Esto significa que el capacitor ahora simplemente se descargará a través de la carga. Ahora el voltaje de entrada está en su ciclo negativo. Una vez que el valor absoluto del voltaje de entrada apenas excede el voltaje del capacitor, los otros dos diodos se acortarán, recargando el capacitor hasta que la entrada alcance su pico:

Entonces, en un resumen, su análisis es correcto, solo para una parte del ciclo de entrada:

Para la sección A del ciclo de entrada, dos de los diodos están en cortocircuito como en la primera imagen de arriba. Como era de esperar, el voltaje de carga es el mismo que el voltaje de entrada rectificado. Sin embargo, y aquí es donde se equivoca, en la parte B, todos los diodos están en circuito abierto, por lo que solo el capacitor determina el voltaje de carga. En la parte C, los otros dos diodos están en cortocircuito y el voltaje de carga vuelve a ser el mismo que el voltaje rectificado de entrada.

Las cosas son un poco diferentes en el caso no ideal, con caídas directas de diodos y demás, pero en general es el mismo principio.

(Nota: es mejor enviar preguntas como estas a Electronics Stack Exchange).