¿Los condensadores son fuentes de alimentación flotantes?

Estoy luchando con el concepto de voltajes flotantes.

Para un suministro con conexión a tierra, puedo conectar un lado a una tierra efectivamente infinita y obtener toda la potencia. Puede variar dependiendo de su construcción, pero si el suministro a tierra proporciona X voltios, entonces es necesariamente cierto que:

[A] (V+ a G) - (V- a G) = X , ¿correcto?

Ahora supongamos que quiero "conectar a tierra" un suministro flotante. Tengo entendido que el comportamiento separado de V + y V del suministro con respecto a alguna "tierra" de capacitancia prácticamente infinita debe caracterizarse por la fuente del voltaje:

  1. Una fuente de alimentación impulsada flotante no puede enviar energía a través de una ruta que no conecte directamente sus terminales V+ y V-, como se explica aproximadamente aquí .
  2. Una fuente de alimentación química, como la mayoría de las baterías convencionales, no puede enviar energía que no conecte sus terminales V+ y V-, porque la reacción química impulsora no ocurrirá sin que el transporte de electrones coincida exactamente con las necesidades en ambas terminales simultáneamente.
  3. Pero un condensador debería poder enviar energía desde sus terminales V+ o V-, ¿verdad? Depende de la carga de G, pero no solo se mantiene la relación [A] anterior, sino que también el capacitor puede volcar toda su potencia en una tierra arbitraria si V+ y V- están conectados de forma independiente y separada a esa tierra. Es decir, ¿no existe tal cosa como un condensador "flotante"?

(Evidentemente, asumo que un suministro "flotante" se define como uno en el que la energía solo fluye entre V + y V-. ¿Es eso exacto? ¿Y hay otras categorías de suministro de energía "flotante" además de # 1 y # 2. )

La sección de referencia terrestre de esta respuesta puede ayudar.

Respuestas (3)

Para agregar a la respuesta de Barry, también haría estos puntos:

Una fuente de alimentación flotante no puede enviar energía a través de una ruta que no conecte directamente sus terminales V+ y V-... Una fuente de alimentación química, como la mayoría de las baterías convencionales, no puede enviar energía que no conecte sus terminales V+ y V- ,

Dentro del análisis de circuitos agrupados, ningún dispositivo puede entregar energía a ningún otro dispositivo que no sea parte de un circuito conectado a dos de sus terminales.

Pero un condensador debería poder enviar energía desde sus terminales V+ o V-, ¿verdad?

La corriente siempre fluye en circuitos completos. Esto significa que cada vez que fluye corriente en una terminal de un capacitor, fluye una corriente igual desde la otra terminal. Debido a esto, no puede decir "la terminal V+ entregó energía" o "la terminal V- entregó energía".

El capacitor entrega energía al resto del circuito cuando la corriente fluye desde su placa con carga más positiva hacia la placa con carga más negativa. El capacitor absorbe energía del resto del circuito cuando la corriente fluye hacia la placa con carga más positiva y sale de la placa con carga más negativa.

No importa qué terminal esté etiquetado como "+" o "-", importa cuál tiene un potencial más positivo y en qué dirección fluye la corriente en el instante en que está midiendo el flujo de energía.

Para aclarar: Carga un capacitor a x V. Tiene carga positiva en una placa y negativa en otra. Ahora conecte V+ a través de la carga a una "tierra". La corriente fluye hasta que la carga en V+ es igual a la carga de tierra. Eso es "poder de V+", ¿verdad? El condensador ahora mostrará un voltaje de x/2 . Ahora conecte V- a través de la carga a la misma "tierra". La corriente fluye hasta que la carga V es igual a la carga de tierra. Hemos "tomado el poder de V-". ¿Bien? ¿Si no, porque no?
Cuando escribió "Ahora conecte V+ a través de la carga a tierra..." no lo está analizando correctamente. No fluirá corriente en esa situación a menos que la terminal V- también esté conectada y haya una ruta de circuito completa para que fluya la corriente. Además, "La corriente fluye hasta que la carga en V+ es igual a la carga de tierra" es incorrecta. El potencial V+ se igualará con el potencial de tierra, pero esto no implica necesariamente que fluya corriente (si V- no está conectado). La carga de tierra se considera infinita, por lo que nunca existe la posibilidad de igualar la carga.
Creo que me estoy acercando a un entendimiento: un capacitor almacena un diferencial de carga entre V+ y V-. Estos se pueden contar literalmente como una diferencia de electrones entre las dos placas. Cualquiera que sea el valor electrostático de G, no puede igualar la carga en ambas placas. Es una tercera placa virtual con capacidad infinita de electrones. Entonces, si se conecta a G uno a la vez, V + o V- (probablemente ambos) enviarán o recibirán electrones de forma independiente para igualar la carga en G, ¿verdad? Eso es una corriente. ¿Está diciendo que eso es cierto pero que la corriente no lleva energía si se hace por separado de cada terminal?
Estás tan confundido acerca de esto que tu pregunta ni siquiera tiene sentido. ¿Quizás llevar esta pregunta al chat?
Conclusión del chat: había olvidado que no puedes "empujar o tirar" de electrones en un lado de un capacitor; resistirá tal acción a menos que los electrones de compensación sean atraídos o empujados en la terminal opuesta. ¡Gracias!

El término "flotante", ya sea una fuente de alimentación, una batería u otro componente del circuito, simplemente significa que ninguno de los dos cables del componente está conectado a tierra. Para obtener energía de un dispositivo flotante, se requiere que la carga esté conectada a ambos cables del dispositivo. Esto es cierto ya sea que el dispositivo esté flotando o no. La cantidad de corriente (potencia) que se puede extraer de una fuente de alimentación no depende de si la fuente es flotante o no. Solo depende de la carga conectada a los 2 cables de salida del suministro. La conexión a tierra de los suministros flotantes se realiza por razones de seguridad y/o requisitos del circuito, pero no para permitir que se extraiga energía del suministro.

El voltaje es relativo (a algún potencial). Por lo general, por simplicidad, elegimos cierto potencial y lo llamamos Tierra. Es posible que en el sistema estén presentes varias causas. Y no están necesariamente conectados. Si no están conectados, se llaman flotantes.

El término en sí se refiere a cualquier cosa que no esté "restringida" a ningún potencial conocido en el sistema. Por ejemplo, la entrada flotante es aquella en la que su voltaje puede ser cualquier cosa y no se puede adivinar. Esta es la razón por la que a veces verá resistencias desplegables o ascendentes, por lo que, en lugar de un nodo flotante, obtendrá un voltaje conocido.

A su pregunta: el condensador de hecho puede ser un suministro flotante. En realidad, hay al menos un caso muy común cuando se usa de esta manera: el capacitor de refuerzo en los sistemas de conmutación es exactamente eso.