Condensadores en un circuito en serie con dieléctrico

Cuando se inserta una losa dieléctrica entre las placas de uno de los dos capacitores idénticos en la figura 25-23, ¿aumentan, disminuyen o permanecen iguales las siguientes propiedades de ese capacitor?

(a) capacitancia,

(b) cargo,

c) diferencia de potencial

(d) ¿Qué hay de las mismas propiedades del otro capacitor?

CONDENSADOR 1 = CONDENSADOR CON DIELÉCTRICO CONDENSADOR 2 = CONDENSADOR SIN DIELÉCTRICO (ENCIMA DEL CONDENSADOR 1 EN EL ESQUEMA)

Dije que el potencial del primer condensador disminuye y que la carga que almacena también aumenta. Para el segundo capacitor, dije que su capacitancia disminuiría. Sin embargo, no estoy tan seguro, creo que también puede permanecer igual. El potencial aumentaría y la carga también aumentaría para el segundo condensador.

El principal problema que tengo para resolver esto es el hecho de que tanto la carga como el voltaje de los condensadores individuales son variables. Explique la situación y por qué los valores de potencial, capacitancia y carga disminuyen, aumentan o permanecen iguales.

Lo que pienso: cuando se agrega un dieléctrico, E entre el capacitor disminuye en un factor de k, por lo que el voltaje debe disminuir para el primer capacitor y, por lo tanto, el voltaje para el segundo capacitor debe aumentar en la misma cantidad para cumplir con las leyes de Kirchhoff.

Agregar un dieléctrico también permite que un capacitor almacene más carga al mismo potencial, por lo que el primer capacitor debe almacenar más carga ya que c = q/v <- relación directa.

Estoy confundido sobre lo que sucede con el segundo condensador. Están en serie, por lo que existe esa relación inversa y la capacitancia total disminuye.

Puede facilitar la vida de los respondedores al etiquetar claramente los dos capacitores (por ejemplo, ¿cuál es el "primero"?)
fijado. C1 = con dieléctrico

Respuestas (2)

Tienes que lidiar con esto en etapas:

  1. Agregar un dieléctrico a C 1 aumentará su capacitancia. Con la misma carga presente, eso significa su voltaje V C 1 bajará
  2. Desde V C 1 desciende, el total de V C 1 y V C 2 ahora será menor que el voltaje de la batería V B . Esto hará que la corriente fluya a través del circuito para compensar.
  3. La corriente agregará cantidades iguales de carga a ambos capacitores y aumentará sus voltajes, hasta que V C 1 + V C 2 = V B .

  4. Una vez que regrese la estabilidad, se habrán realizado los siguientes cambios:

    • La capacitancia de C 1 habrá aumentado, pero el de C 2 se mantendrá igual
    • La carga en ambos capacitores habrá aumentado, y en la misma cantidad
    • El voltaje en C 1 habrá disminuido, y la de C 2 habrá aumentado
es VB en '2' el potencial total de la batería? Además, ¿por qué se agregarían cantidades iguales de carga a ambos capacitores?
Sí, V B es el voltaje de la batería. Y, la misma corriente fluye a través de ambos condensadores, por lo que se deposita la misma cantidad de carga en cada uno.

a) La capacitancia C aumenta b) La carga Q permanece sin cambios c) Si la carga Q es constante mientras C aumenta, eso significa que el voltaje V disminuye (C=Q/V). d) U disminuye (U=Q^2/2C)

Condensadores en un circuito en serie con dieléctrico
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