Capacitores em série (Cs)

Dois capacitores em série

Com dois capacitores em série, a capacitância equivalente segue 1/C = 1/C₁ + 1/C₂, que dá para reescrever na forma produto-sobre-soma C = (C₁ · C₂) / (C₁ + C₂). Dê no que der, o valor é sempre menor que o menor dos dois. A mesma carga Q passa pelos dois, e a tensão se divide inversamente à capacitância, então o C menor é quem fica com a maior tensão. Exemplo: dois eletrolíticos de 220 µF / 16 V em série dão C = 110 µF e tensão teórica de 32 V. Na bancada, porém, vale adicionar resistores de equalização de 100 kΩ em paralelo com cada capacitor, senão uma diferença na corrente de fuga acaba empurrando um deles acima da tensão nominal.

Aplicações: bancos DC link e divisores capacitivos

Dois capacitores em série aparecem o tempo todo em bancos DC link de alta tensão de inversores trifásicos e VFDs, onde um par de eletrolíticos de 450 V segura um barramento de 800 V (com resistores de equalização). O mesmo arranjo monta divisores capacitivos de tensão para medição AC, deixa você acertar valores precisos não padrão em circuitos LC sintonizados e RF e chega a tensões nominais que nenhum componente avulso entrega.

Perguntas frequentes

Por que o equivalente é menor que o menor? A ligação em série afasta as placas externas sem somar área de placa, e isso derruba a capacitância.

Como a tensão se divide? Inversamente à capacitância, conforme V₁ = V·C₂/(C₁+C₂). Pegue um 10 µF em série com 100 µF a 110 V e o 10 µF fica com 100 V disso.

Resistores de equalização são mesmo necessários? Em bancos de alta tensão, são. Capacitores reais nunca têm a mesma fuga, e sem resistores paralelos (100 kΩ–1 MΩ) um deles carrega acima do nominal e falha.

Polaridade em eletrolíticos? Mantenha os dois virados para o mesmo lado, ou troque por bipolares (não polarizados) quando houver AC no caminho.