Capacitancia: ¿Cómo aumentar la carga total extraída de una batería?

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Capacitancia: ¿Cómo aumentar la carga total extraída de una batería?

usuario47611

Parece que no puedo encontrar ninguna información sobre cómo los condensadores paralelos o los condensadores en serie afectan cuánto puede cargar un condensador, ni en mi libro de texto ni en línea. Aquí está la pregunta que estoy tratando de responder:

Tienes un condensador que conectarás a través de una batería. Si desea aumentar la carga total extraída de la batería, ¿cuál de las siguientes opciones funcionará? Elija todas las respuestas correctas.

(a) Agregue un capacitor más grande en serie con el primero.

(b) Agregue un capacitor más pequeño en serie con el primero.

(c) Agregue un capacitor más grande en paralelo con el primero.

(d) Agregue un capacitor más pequeño en paralelo con el primero.

Yo pensaría que el cargo $Q$ aumentaría a medida que la capacitancia $C$ aumenta según $Q=CV$ , y yo sé que $C$ aumenta con el aumento del área, la disminución de la separación o una constante dialétrica más alta, pero eso no tiene nada que ver con el problema. Creo $C$ también es mayor con condensadores paralelos que con condensadores en serie, pero no estoy seguro.

garyp

Casi tienes la respuesta en tu pregunta. ¿Qué arreglos aumentan el área efectiva de la capacitancia total?

usuario47611

Para los condensadores paralelos, esencialmente estamos combinando las áreas de todas las placas del condensador cuando están conectadas con un cable conductor, y la capacitancia de las placas paralelas es proporcional al área. Pero no sé para la serie. ¿Una combinación en serie no aumentaría el área también?

garyp

Buena observación y excelente pregunta. Para el combo en serie, ¿qué hay de la separación efectiva de la placa del capacitor?

Juan Rennie

Voy a ser un aguafiestas y solo señalaré los condensadores en paralelo y en serie . Esto le mostrará cómo calcular la capacitancia total y también verá lo que garyp ha estado insinuando.

Respuestas (3)

Capacitancia: ¿Cómo aumentar la carga total extraída de una batería?

Casi tienes la respuesta en tu pregunta. ¿Qué arreglos aumentan el área efectiva de la capacitancia total?
Para los condensadores paralelos, esencialmente estamos combinando las áreas de todas las placas del condensador cuando están conectadas con un cable conductor, y la capacitancia de las placas paralelas es proporcional al área. Pero no sé para la serie. ¿Una combinación en serie no aumentaría el área también?
Buena observación y excelente pregunta. Para el combo en serie, ¿qué hay de la separación efectiva de la placa del capacitor?
Voy a ser un aguafiestas y solo señalaré los condensadores en paralelo y en serie . Esto le mostrará cómo calcular la capacitancia total y también verá lo que garyp ha estado insinuando.

Rijul Gupta · Answer 1

Esta imagen debería ayudarte a entender.

ingrese la descripción de la imagen aquí

Como puede ver, la combinación paralela aumenta el área pero no la separación de placas. Y la combinación en serie aumenta la separación de placas y no el área.

Ya que entiendes el resto del concepto requerido, ¡no te quitaría la alegría de encontrar la respuesta por ti mismo!

usuario47635 · Answer 2

tanto C como D son correctos... Porque cada vez que agrega condensadores de cualquier valor en paralelo a un condensador manteniendo otras circunstancias sin cambios, la caída de potencial en el condensador original y, por lo tanto, la carga total en el mismo condensador permanece sin cambios... Pero yo Además, la batería suministrará cierta cantidad de carga al nuevo capacitor para cargarlo a la caída de potencial igual a la de la batería ... Entonces, cualquiera que sea el valor del capacitor que se agrega en paralelo, extraerá más carga. de la batería en comparación con la situación original...

Ahora, en el caso de la conexión en serie de los capacitores, la capacitancia neta será siempre menor que la capacitancia original... Y, por lo tanto, la carga extraída de la batería también disminuirá...

Saharsh · Answer 3

Lo sabemos

q = C_{mi q} V

$Q=C_{eq}V$

Entonces, si aumentamos el valor de la capacitancia equivalente (es decir, $C_{eq}$ ) del circuito, entonces podremos obtener más carga de la batería.

Como

q \propto C_{mi q}

$Q\propto C_{eq}$

Por lo tanto, creo que la opción (C) funcionará, ya que aquí agregar un condensador más grande en paralelo con otro aumentará el valor de $C_{eq}$ ya que su valor se sumará directamente al valor de otro condensador, lo que dará como resultado un mayor valor de transferencia de $C_{eq}$ y por lo tanto mayor valor de $Q$ .

Nota importante : arriba había dicho que $Q\propto C_{eq}$ . Por supuesto, es cierto, pero también tenga en cuenta que es converso (es decir, $\color{red}{C_{eq}\propto Q}$ ) está completamente equivocado. Por eso $\require{enclose}\enclose{horizontalstrike}{\color{red}{C_{eq}\propto Q}}$

Capacitancia: ¿Cómo aumentar la carga total extraída de una batería?

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garyp

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Juan Rennie

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