Bien, he estado persiguiendo esto en mi cabeza por meses. He construido un par de prototipos, como un ejercicio para comprender los campos involucrados. Finalmente tengo una respuesta que puedo creer.
Digamos que tiene el concepto original, un condensador dentro de un condensador. Compare eso con esto:
Yo diría que este circuito es idéntico a nuestra disposición de cuatro placas. Cada una de las placas internas de nuestra pila de cuatro placas sigue siendo un conductor con una gran área de superficie y una gran capacidad para las placas a cada lado. Los hemos dibujado como dos placas separadas sin impedancia entre ellas, pero eso no cambia nada eléctricamente. Ahora el circuito parece más familiar. En realidad son solo tres condensadores. Y el que está a través del secundario realmente no agrega nada, solo crea un divisor de voltaje. Obtendrá eso cuando adjunte una carga de todos modos.
Esto tiene algunas propiedades muy similares a un transformador. DC no puede pasar de primaria a secundaria, pero AC sí. Esto hace que el sistema esté aislado galvánicamente. Sin embargo, esto no necesariamente lo hace aislado para fines prácticos. Si coloca CA entre el primario y el secundario de un transformador ideal, no pasa nada. Si coloca CA entre el primario y el secundario de este circuito, obtendrá un gran flujo de corriente. Por lo tanto, esto fallaría en una prueba de alta potencia de CA y el ruido de modo común en un lado se transferiría felizmente al otro.
Si esos no son problemas para una aplicación, puede haber algunas ventajas en esto sobre un transformador magnético. Por un lado, puede transferir más potencia a frecuencias más altas, algo inverso a un transformador. (Dependiendo del transformador, por supuesto). No hay que oscurecer los materiales del núcleo y las geometrías con las que lidiar. Sospecho que es más eficiente que un transformador, aunque no tengo datos para demostrarlo. En lugar de las corrientes de Foucault, las pérdidas por histéresis y las pérdidas por devanado, todo lo que tenemos es la pérdida de ESR en los condensadores, que esperaría que fuera mucho más baja. ¡Y es DC-safe! Si coloca CC en un transformador, el núcleo se satura y probablemente rompa algo. Pon DC en esto, y no pasa absolutamente nada.
Ahora, ¿por qué no podemos avanzar, si es realmente el doble de un transformador? Porque los campos eléctricos y los campos magnéticos tienen algunas asimetrías fundamentales. Un campo eléctrico comienza con una carga positiva y termina con una carga negativa. No puede exponer un conductor al campo eléctrico de otro conductor; El campo eléctrico de un condensador implica, por definición, dos conductores, y si intenta introducir un tercero, solo mueve algunos de los puntos de terminación. (Versión de dibujos animados, no soy físico). Pero un campo magnético siempre termina donde comienza, por lo que un solo conductor puede tener un campo magnético al que el secundario puede exponerse con geometría variable.
En otras palabras, es porque los campos eléctricos son unipolares, con cada extremo en una partícula separada. Los campos magnéticos son dipolares, comienzan y terminan en polos opuestos del mismo imán, formando bucles. De manera divertida, ¡el comentario de @JustJeff se invirtió! ¡Realmente necesitamos un dipolo eléctrico, no un monopolo magnético!
Si un transformador tiene dos conductores que comparten un campo magnético, su doble sería dos conductores que comparten un campo eléctrico. En otras palabras, el dual del transformador es un par de condensadores.
