Soy un estudiante de ingeniería eléctrica que está tratando de volverse un poco más versado en la física de la electrónica, ya que gran parte de ella se abstrae para nosotros en nuestras clases de ingeniería.
De todos modos, estoy revisando un libro de física en este momento y leyendo sobre un ejemplo que involucra cargar un capacitor de otro previamente cargado:
El equilibrio se alcanza cuando los dos potenciales son iguales porque, sin diferencia de potencial entre las placas conectadas de los capacitores, no hay campo eléctrico dentro de los cables de conexión para mover los electrones de conducción. La carga inicial en el capacitor 1 luego se comparte entre los dos capacitores.
Es intuitivo para mí que si el condensador 1 se carga inicialmente a 5 voltios, por ejemplo, la carga se transferiría hasta que el condensador 2 tenga 2,5 voltios, lo que significa que el condensador 1 ahora también está cargado a solo 2,5 voltios. Entiendo que sin una diferencia de potencial, la carga no fluye, pero anteriormente pensé que esto se debía a que había suficiente fuerza de la carga acumulada en la placa de un capacitor para cancelar las fuerzas de la carga acumulada en la placa del otro capacitor. Me doy cuenta de que esto no tiene sentido ya que los condensadores pueden tener el mismo voltaje y diferentes cantidades de carga.
¿Los autores pretenden decir que no hay un campo eléctrico NETO que influya en el movimiento de la carga? ¿No crearía la carga positiva en ambas placas de los capacitores un campo eléctrico, campos eléctricos iguales cuyas fuerzas se anulan entre sí? ¿Los campos eléctricos producidos por cada placa de capacitor tendrían diferentes intensidades debido a que acumulan diferentes cantidades de carga? No estoy cerrando la brecha entre las diferencias de potencial y los campos eléctricos. Siempre he entendido que si existe una carga neta y no hay una carga neta igual que produzca un campo que cancele su fuerza, aún habrá un campo eléctrico neto para influir en la carga para que se mueva.
Es intuitivo para mí que si el condensador 1 se carga inicialmente a 5 voltios, por ejemplo, la carga se transferiría hasta que el condensador 2 tenga 2,5 voltios, lo que significa que el condensador 1 ahora también está cargado a solo 2,5 voltios.
Eso solo sería correcto si los dos capacitores tuvieran la misma capacitancia. Si no lo son, el voltaje final no será la mitad del voltaje inicial de un capacitor. Puede determinar el voltaje final en función de las capacitancias y el voltaje inicial a partir de tres ecuaciones, (1) , (2) , y (3) .
Entiendo que sin una diferencia de potencial, la carga no fluye...
Eso es correcto.
pero anteriormente pensé que esto se debía a que había suficiente fuerza de la carga acumulada en la placa de un capacitor para cancelar las fuerzas de la carga acumulada en la otra placa del capacitor.
Cuando se cierra el interruptor en el circuito representado, la carga se redistribuye hasta que se alcanza el equilibrio y el voltaje en cada capacitor es el mismo. Desde , si las capacitancias son diferentes, la carga en cada capacitor necesariamente será diferente. Sin embargo, están en equilibrio y no hay campo neto entre los capacitores, como se explica a continuación.
¿Los autores pretenden decir que no hay un campo eléctrico NETO que influya en el movimiento de la carga?
No sé qué pretendían decir los autores, pero es cierto que después de que se cierra el interruptor y la carga se redistribuye de manera que el voltaje es el mismo en cada capacitor, entonces no hay un campo eléctrico neto que influya en el movimiento de la carga. .
¿No crearía la carga positiva en ambas placas de los capacitores un campo eléctrico, campos eléctricos iguales cuyas fuerzas se anulan entre sí?
Consulte la FIGURA A a continuación. Aunque la carga positiva en ambas placas de los capacitores crea un campo eléctrico que apunta hacia afuera desde cada placa positiva, la carga negativa en ambas placas de los capacitores también crea un campo eléctrico de igual magnitud que apunta hacia adentro de la placa positiva, de modo que la electricidad neta campo fuera de la placa positiva es cero.
De manera similar, los campos eléctricos que apuntan hacia adentro y hacia afuera en las placas negativas de los capacitores también se cancelan, de modo que el campo eléctrico neto fuera de la placa negativa también es cero.
El hecho de que el campo eléctrico fuera del capacitor debido a las cargas en las placas sea cero, también puede explicarse por la Ley de Gauss. Consulte la figura B. La ley de Gauss establece que el flujo eléctrico neto a través de una superficie cerrada es igual a la carga neta encerrada por esa superficie dividida por la permitividad del espacio. Dado que la carga neta en el capacitor total es cero, la carga no crea un campo eléctrico fuera del capacitor.
No estoy cerrando la brecha entre las diferencias de potencial y los campos eléctricos.
La relación entre la diferencia de potencial y el campo eléctrico entre dos puntos es el gradiente del potencial eléctrico entre los dos puntos. La intensidad del campo eléctrico entre las placas de un capacitor separadas por la distancia. y donde el campo se considera constante es entonces.
Dado que las placas de dos condensadores paralelos tienen el mismo potencial, el campo eléctrico es cero entre las placas de los condensadores paralelos también es cero.
Siempre he entendido que si existe una carga neta y no hay una carga neta igual que produzca un campo que cancele su fuerza, aún habrá un campo eléctrico neto para influir en la carga para que se mueva.
Su comprensión es correcta, pero como se discutió anteriormente y en las figuras a continuación, en el caso de un capacitor, no puede mirar las cargas netas en una placa de forma aislada de la otra placa. Si bien hay una carga positiva neta en una placa del capacitor, hay una cantidad igual de carga negativa neta en la otra placa, de modo que, en general, la carga neta en el capacitor completo es cero.
Espero que esto ayude.
Estás en lo correcto. No hay campo eléctrico NETO.
Los campos eléctricos se superponen entre sí. Esto significa que el campo eléctrico en un punto es la suma vectorial de todos los campos eléctricos. El campo eléctrico de cada placa individual está en la dirección opuesta a la otra y, como tal, su suma vectorial es cero.
Si coloca una carga en el cable entre las dos placas, no sentirá ninguna fuerza. En otras palabras, no siente dos fuerzas iguales y opuestas que lo empujan desde dos lados opuestos, simplemente no sentiría ninguna fuerza.
En otras palabras, un electrón no tendría forma de distinguir los dos campos separados de cada lugar. Solo puede sentir el campo superpuesto, que es cero.
Bob D.
OhmerSimpson
Bob D.
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Bob D.
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Bob D.
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