¿Qué pasa si pones un condensador entre las placas de otro condensador?

No creo que tal condensador sea muy diferente de esto:

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

Esto no es realmente como un transformador. En un transformador ideal,$V_{1} = n\cdot V_{R1}$, independientemente de la frecuencia. Ese no es el caso aquí, como se puede ver mediante un simple análisis de CA. A altas frecuencias, C2 cortocircuita R1, de modo que$f\to\infty$,$V_{R1}\to 0V$.

Supongamos, con fines de discusión teórica, que su capacitor externo consta de dos placas paralelas conectadas a través de una fuente de voltaje, y el capacitor interno consta de dos placas paralelas conectadas a través de una resistencia (es lo que se muestra en su diagrama, pero dicho en voz alta).

Análisis de CC:

Primero necesitamos entender lo que sucede en las condiciones de DC.

Imagine que el capacitor externo está cargado con cierto voltaje y el capacitor interno tiene cero voltaje en la resistencia de carga cuando se inserta entre las placas del externo. Ahora queremos saber qué sucede con el capacitor interno cuando el sistema llega a su estado estable.

Está claro que la corriente a través de la resistencia de carga debe ser cero (de lo contrario, no hay conservación de la carga). Esto significa que no hay diferencia de potencial entre las placas del capacitor interno. Esto, a su vez, implica que no hay campo eléctrico dentro del capacitor interno. ¿Significa esto que no hay carga en sus placas? La respuesta es NO: hay transferencia de carga a través de la resistencia de carga y la carga transferida se acumula en las placas y neutraliza el campo eléctrico externo.

A partir de este análisis de CC, vemos que hay transferencia de carga entre las placas del capacitor interno y la corriente inducida a través de la resistencia de carga.

Análisis de CA:

De la discusión anterior sabemos que hay corriente inducida una vez que la carga inducida en el capacitor interno no neutraliza el campo eléctrico externo. Esto significa que si el campo externo oscilara, también lo haría la carga en el capacitor interno. Esto da lugar a una corriente oscilante a través de la resistencia de carga.

Está claro que la magnitud de la corriente inducida será proporcional a la magnitud del campo eléctrico oscilante.

También está claro que será proporcional al área interna del capacitor (despreciando la franja del campo eléctrico), la separación entre las placas y la constante dieléctrica entre las placas. Estos tres equivalen a decir que la corriente inducida será proporcional a la capacitancia del capacitor interno. Nota: esto es cierto mientras el capacitor interno sea físicamente más pequeño que el externo.

Tenga en cuenta que, debido a la resistencia de la carga, la transferencia de carga no es instantánea, sino que sigue la característica habitual del capacitor, que tiene una constante de tiempo RC. Esto significa que hay un comportamiento intrínseco de paso bajo en este sistema.

Conclusión:

Tiene razón: esta configuración se puede emplear para transferir energía.

¿Por qué no se usa? Bueno, solo puedo especular aquí. Mis conjeturas son:

• Suponiendo que los dieléctricos sean los mismos para los capacitores externo e interno, esta configuración puede usarse solo para reducir el voltaje.
• El comportamiento de paso bajo intrínseco puede no ser deseable.
• El control sobre las áreas de los capacitores es más complicado que el control sobre el número de devanados en los inductores.
• Es muy fácil asegurar que casi el 100% del campo magnético primario pase a través de los devanados secundarios. Es más complicado con los condensadores y el campo eléctrico.
• Para aumentar la eficiencia y reducir el tamaño físico, desea que los condensadores sean delgados (pequeño espacio entre las placas), pero esto da como resultado un voltaje de ruptura más bajo.

Y estoy seguro de que hay más razones. También estoy completamente seguro de que hay algunas aplicaciones especializadas donde se emplea esta técnica.