¿La resistencia afecta la carga de un capacitor desde otro capacitor?

Considere dos condensadores conectados entre sí, donde uno está cargado (5,0 V) y el otro no tiene carga almacenada:

Condensadores1

Cuando están conectados, la corriente fluye para nivelar la carga y los voltajes resultantes pueden determinarse fácilmente a partir de la relación de las dos capacitancias. Mi pregunta es: cuando se agrega una resistencia entre ellos (diagrama a continuación), ¿eso afecta la conservación de la carga y da como resultado voltajes finales más bajos?

Condensadores2

Bueno... ¿qué crees que sucede cuando la corriente fluye a través de una resistencia?
Voltajes? Seguramente te refieres a VOLTAJE. Sabes que ambos terminan en el mismo nivel, ¿verdad?

Respuestas (3)

cuando se agrega una resistencia entre ellos (diagrama a continuación), ¿eso afecta la conservación de la carga y da como resultado voltajes finales más bajos?

No.

Piénselo de esta manera: su circuito se divide en dos mitades por los dieléctricos del capacitor. En su esquema, puede dibujar una línea vertical en el medio, pasando por los condensadores.

La conservación de la carga significa que la carga a ambos lados de esta línea es constante.

Dado que Q=CV, entonces C1*V1 + C2*V2 será constante y eso le permitirá calcular los voltajes de los capacitores una vez que se alcance el estado estacionario.

La resistencia no influye en el resultado final. Un valor más alto simplemente necesitará más tiempo para igualar el voltaje en sus tapas.

Ahora, lo realmente divertido aquí es si calculas la energía. Dado que E=1/2 CV^2, probablemente notará que la energía al final es menor que la energía al principio, incluso si la resistencia es cero...

La resistencia hace que la redistribución de carga sea más lenta, pero finalmente el voltaje es el mismo en ambos casos. La carga permanece constante en ambos casos. En el primer caso, probablemente el desperdicio de energía sea más a través de la radiación y menos a través del calentamiento de los cables. En el segundo caso, la mayor parte se disipa en la resistencia, pero la pérdida total de energía es la misma en ambos casos.

Puede calcular el voltaje final VT = Q/15uF donde Q es la carga original total; Q = 10uF * 5V

La pérdida es la diferencia de energía entre 0.5 * 10uF* (5V)^2 y

0.5 * 15uF *(VT)^2

En teoría pura, sin pérdidas en ninguna parte, el circuito nunca se estabiliza. Pero en la práctica la oscilación se desvanece muy pronto debido a las pérdidas y mis fórmulas se basan en eso.

¿Cómo pueden ser los mismos voltajes en ambos casos? En el segundo, hay transferencia de energía a medida que la resistencia disipa potencia. En el primero no hay disipación de potencia. ."'metro,,
@Chu cuando se conectan 2 condensadores con diferentes voltajes, aparece una corriente que equilibra los voltajes. En el primer caso, el pico actual también es enorme en la práctica. Teóricamente es infinito (=U/ 0 ohmios) Eso provoca una onda de radio que disipa energía fuera del circuito tanto como la resistencia genera calor en el segundo caso. Imagínese en el caso 1 agregado un blindaje superconductor que evita que la onda de radio escape => el sistema oscila infinitamente, no se encontraría un equilibrio final.
Tus respuestas son pura fantasía. Onda de radio, oscilación continua, sin equilibrio...
El cableado de @Chu zero ohm en la pregunta es el comienzo de la fantasía. Pero la onda de radio es detectable desde un circuito práctico. Junte la versión 1 (= conecte un capacitor vacío y uno cargado) cerca de un receptor de radio AM y escuche el clic.
@Chu Tal vez deberías aprender algo de historia. El matemático James C Maxwell rumió en su escritorio todas las contradicciones fáciles de derivar en la electricidad. Parece que ahora estás rumiando una de esas contradicciones. Finalmente, encuentra una solución: agrega un término corto ad hoc a las ecuaciones básicas y listo, no más contradicciones. Ese término dio origen a la teoría de las ondas de radio. Las ondas de radio comienzan desde donde la corriente o el voltaje cambian rápidamente. En nuestro ejemplo, la conexión inicia un pico de alta corriente

Para agregar un poco a las otras respuestas, aunque intuitivamente parece que los voltajes deberían ser más bajos en el caso de la resistencia (porque la resistencia disipará la energía en forma de calor, y una energía eléctrica más baja debería dar como resultado voltajes de condensador más bajos y, a su vez, más bajos) carga), en realidad la pérdida de energía es la misma y no una función de la resistencia. Es decir, si la resistencia se redujera de 1k, el resultado sería el mismo, incluso hacia la resistencia cero.

Creo que esta página debería ayudar a convencerte de eso. Se trata de energía y no de conservación de carga, pero creo que si está de acuerdo con que la pérdida de energía no se vea afectada por la resistencia, entonces puede aceptar el resultado de conservación de carga.

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