Carga y descarga del condensador cuando está conectado a tierra

Cuando cargamos un capacitor usando una batería y luego retiramos la batería, las placas del capacitor se cargan. Uno tiene carga positiva y el otro tiene igual carga negativa. OK ?

Ahora bien, si conectamos un cable a la placa positiva y lo conectamos a tierra, ¿subirán los electrones de tierra a la placa positiva y la harán neutral? No. Pero si conectamos la placa positiva a la placa negativa, el capacitor se descargará.

Ahora considere una situación en la que conectamos 4 capacitores A, B, C, D de igual capacitancia en serie y los conectamos a una batería de 10 voltios.

Ahora, la PD entre la placa positiva y negativa del capacitor A será (10-7,5), es decir, 2,5.

Para B será (7.5 -5 ) es decir 2.5 , Para C será (5- 2.5 ) es decir 2.5 Para D será (2.5-0) es decir 2.5.

Entonces, el potencial en la placa positiva de A es 10 y el potencial en la placa negativa de D es 0 y la diferencia de potencial es de 10 voltios, que es la diferencia de potencial de la batería.

Ahora conecte el cable que une el capacitor C y D a tierra y ahora registre la diferencia de potencial en A, encontrará que es 7.5 y en la placa positiva de D será 0, y en la placa negativa de D será -2.5. Esto sucede porque la carga negativa de tierra sube a la placa positiva del capacitor D y la vuelve neutral.

Mi pregunta es ¿por qué en este caso la carga negativa sube en esta placa positiva de D y hace que su potencial sea cero? Pero tal cosa no sucede cuando conectamos la placa positiva de un capacitor cargado a tierra.

AFAIK, la carga no fluye (en una medida significativa en este contexto) a menos que tenga un circuito. Conectar un extremo de un capacitor cargado a cualquier cosa no tiene un efecto significativo. La explicación sobre un flujo de carga que hace que D+ sea 0V es falsa. El voltaje es relativo a un punto de referencia, cualquier punto en su colección de capacitores puede considerarse 0V sin necesidad de cargas para moverse.
Posible duplicado por OP: physics.stackexchange.com/q/63138/2451
Una especie de duplicado de physics.stackexchange.com/q/33598/176
Tenga en cuenta que, para el mismo voltaje, la carga en un circuito completo es (generalmente) muchos órdenes de magnitud más pequeña que la carga en una placa de cualquier capacitor involucrado.

Respuestas (4)

La carga neta de cualquiera de esos pares de placas conectadas internamente es siempre cero. Es decir, cuando carga los capacitores, la carga no sale del cable entre C y D, solo se mueve a lo largo de él y se mantiene en su lugar por el campo eléctrico de las placas adyacentes. Si se completa un circuito que permite que la carga fluya desde la placa negativa de D a la placa positiva de A, las cargas regresarán al lugar correcto, pero la carga neta de los 4 capacitores siempre será la misma .

Conectar la terminal positiva de A no permitirá que la carga fluya hacia atrás desde D, por lo que no pasará nada. De manera similar, conectar el cable entre C y D no hará que la carga fluya hacia adentro o hacia afuera, al menos de ninguna manera significativa para el circuito. Solo cambia la referencia de donde tomamos nuestras medidas.

Estás confundiendo carga con voltaje/potencial. Los objetos tienen carga, el voltaje se mide entre objetos. Si dos objetos no tienen carga, el voltaje entre ellos es 0. Si dos objetos tienen la misma carga, el voltaje entre ellos sigue siendo 0 .

El voltaje es siempre una diferencia relativa entre dos puntos. Cuando decimos "El terminal A está a 5 voltios", lo que realmente queremos decir es "El terminal A está a 5 voltios en relación con el punto de referencia común etiquetado ". Todavía es una medida relativa, simplemente elegimos un punto en el circuito y lo etiquetamos como nuestra referencia para todas las demás medidas, por conveniencia.

Ese punto de referencia común se llama "tierra" o "común", y puede ser cualquier punto del circuito, siempre que todos los demás voltajes se midan en relación con él:

ingrese la descripción de la imagen aquí

Todos estos son circuitos idénticos. La carga en los pines es idéntica, los voltajes entre los pines son idénticos. La única diferencia es qué pin elegimos para llamar a tierra mientras medimos. Por lo general, elegiría la parte inferior o central, como la primera o la segunda imagen, pero esto es solo una convención.

En electrónica, "tierra" no tiene nada que ver con la tierra; "tierra" no tiene nada que ver con la Tierra. Ground es solo una etiqueta en un esquema.

Cuando "cargas" un capacitor, ¿has agregado carga al capacitor? No. La carga total del capacitor es siempre la misma. Acabas de mover parte de la carga de una placa a la otra. La palabra "cargar" en este caso solo significa "llenar de energía", al igual que "cargar" un inductor con corriente o "cargar" un tanque de buceo con aire o "cargar" un cañón con pólvora. Es una terminología desafortunada.

La analogía del agua podría ayudar a entender esto.

Es posible agregar carga a una placa de un capacitor, pero no podrá agregar mucha. Es como cargar una bola de metal. En este caso, estás conectando una fuente de voltaje entre la Tierra y la pelota, y moviendo carga de la Tierra a la pelota. Estás cargando un condensador formado por la Tierra como una placa y la bola como la otra. La capacitancia de este capacitor es muy pequeña, porque las "placas" están muy separadas, por lo que para mover cualquier carga notable, necesita usar miles de voltios.

Para el flujo de carga, el circuito debe estar cerrado. En circuito abierto, no fluye carga. Si conectamos ambas placas de condensadores, se crea un circuito cerrado, la carga fluye en el circuito, como resultado, las cargas en las placas se neutralizan a cero.

Si solo la placa +ve del capacitor está conectada a tierra, no hay circuito cerrado. ninguna carga fluye desde el suelo.

Si el circuito está cerrado y cualquier punto del circuito está conectado a tierra, entonces el potencial de ese punto se vuelve cero y el potencial de otros puntos cambia en consecuencia. Se supone que el potencial de tierra es cero, ya que se toma como punto de referencia. El potencial en sí mismo no es valor absoluto, es valor relativo. el potencial del mismo punto puede ser diferente si elegimos diferentes puntos de referencia....

Realmente ayuda a responder esta pregunta si dibuja el circuito completo , incluida la Tierra y cualquier capacitancia parásita entre cada conductor/componente y la Tierra.

Por ejemplo, si un inductor está en paralelo con una resistencia, y una corriente decreciente produce 10 V a través de ellos... ¿qué pasa si todo el circuito está cargado a 5 V CC con tierra? Tiene una resistencia cargada y un inductor cargado involucrados: un inductor tratado como una placa de un capacitor, la otra placa es tierra.

¿Resistencia cargada?

NO HAGA NO HAGA preguntas sobre circuitos capacitivos en este punto, ya que fácilmente forma un camino directo a la confusión total. Primero ataque cualquier concepto erróneo oculto preguntándose acerca de resistencias cargadas, cables, baterías, inductores. Cada componente se convierte en una placa de un capacitor, donde la otra placa es la Tierra.

Una vez que haya explorado el tema de los "condensadores de una placa" y comprenda lo que está sucediendo, entonces probablemente pueda acercarse a los condensadores cargados sin que todo se descarrile por sus conceptos erróneos anteriores.

Cargar un capacitor completo, tratado como una unidad, no es diferente a cargar un cable completo, una resistencia o una bobina. Tratas cada uno de estos como un plato de aprox. capacitor de décima de picofaradio. Piense: ¿cuál es el valor de un capacitor en el que una placa mide media pulgada de ancho, el dieléctrico tiene un grosor de una yarda y la otra placa es la superficie del suelo?

Luego eche un vistazo a: el condensador del ingeniero , una esfera de metal con un espacio extremadamente estrecho cortado a través de ella.