Me gusta saber los detalles de cómo funcionan los condensadores.

Dado que ciertamente leo voltios, debe implicar que la energía (tuve que agregar esa palabra) se mueve sin ningún movimiento de carga, a menos que las cargas realmente se muevan en un circuito abierto.

No veo cómo la lectura de voltios implica que la energía se ha movido. (A menos que tenga en cuenta la impedancia no finita del voltímetro, pero luego debe reconocer que la carga se ha movido)

Los condensadores por diseño real son un circuito abierto sin importar qué tan cerca estén las placas. A mi entender, esa es toda la idea, no permitir que las cargas se muevan.

En una situación estática, los capacitores son de hecho un circuito abierto. No hay duda de eso.

(También me doy cuenta de que las antenas son básicamente circuitos abiertos....)

Al igual que los condensadores, son circuitos abiertos en situación estática. Las antenas no transmiten CC.

Creo que estás confundiendo el comportamiento estático y dinámico. Considere un condensador como un depósito de carga. Cada conductor tiene esta propiedad, pero los capacitores están diseñados para tener más de esta propiedad. Del mismo modo, los inductores son un depósito de corriente (al igual que un objeto en movimiento tiene impulso), pero en una situación estática, un inductor se comporta como un cable.

Para ponerlo en otras palabras: un capacitor es algo que impide el cambio de voltaje (sobre el capacitor), y un inductor es algo que impide el cambio de corriente (a través del conductor).

Sabemos que la corriente se define como la tasa de flujo de cargas. I=dQ/dt .

Además, sabemos que la corriente en cualquier dieléctrico, aislante o capacitor es Ic=C dV/dt .

Por lo tanto, dQ/dt = C dV/dt o Capacitancia es la capacidad de almacenar cargas con un cambio de voltaje. C = dQ/dV y una vez cargada y el flujo se detiene, podemos calcular la carga almacenada por Q = CV.

Ahora intente calcular la Q y C de una batería que comienza en 3 V y descansa con una carga completa de 3,8 V nominal para 3600 mAh.

El metal tiene una cantidad increíble de partículas cargadas. Los positivos, los núcleos de los átomos metálicos, son pesados ​​y están fuertemente ligados a sus lugares en la estructura molecular del metal. Una parte de los electrones vuela aquí y allá al azar entre los átomos y puede moverse como corriente eléctrica a lo largo del metal si hay una batería u otro dispositivo que genera un campo eléctrico.

Si conecta 2 cables metálicos que de otro modo no estarían conectados a los polos de una batería, el campo eléctrico de la batería obliga a los electrones de los cables a moverse. El polo positivo de la batería succiona electrones y el polo negativo los inyecta al cable. El movimiento se detiene cuando los electrones móviles en los cables han encontrado una nueva distribución, de modo que el campo eléctrico causado por los núcleos atómicos metálicos positivos distribuidos de manera no uniforme y los electrones movidos juntos crean un campo eléctrico que compensa exactamente el campo causado por la batería. Ya has visto que una batería de 12V redistribuye tanto los electrones en los cables que el voltaje del campo eléctrico es de 12V entre los cables también en los extremos libres de los cables.

Si acerca los cables entre sí (pero sin dejar que se toquen) o inserta trozos de metal más grandes en los extremos libres de los cables, más electrones deben cambiar de lugar antes de encontrar el nuevo equilibrio con la misma batería de 12 V conectada entre sí. termina Esto también se puede calcular con matemáticas de campo vectorial, pero supongo que no vas a leer ninguna prueba matemática.

Los capacitores están hechos para tener el mismo efecto: deje que la corriente fluya hasta que se encuentre un nuevo equilibrio de carga cuando el capacitor se conecte a una fuente de voltaje o a un circuito más complejo. La capacitancia es la medida de esa función. 1 faradio significa que el voltaje = 1 voltio se mueve por valor de 1 culombio de electrones desde la placa del lado positivo a través de la batería hasta la placa del lado negativo cuando el capacitor está conectado a una fuente de voltaje.

1 Culombio como cantidad de carga eléctrica se define "Si tuviéramos en algún lugar corriente = 1 amperio, se movería un culombio en 1 segundo".

Dos palabras: corriente de desplazamiento

Es un tema muy importante, pero los libros de texto de electrónica lo descuidan casi por completo. Mis libros originales de electrónica (aunque ya tienen casi dos décadas, pero no es que sea un concepto nuevo) no lo mencionan en absoluto. Todo lo que había era un pequeño párrafo en el libro de física.

La corriente de desplazamiento es importante en

• Antenas
• Impedancia de cable y traza
• Condensadores
• Propagación de señal
• EMI
• ..y más

Estoy convencido de que tendrá varios momentos eureka cuando lea sobre la corriente de desplazamiento.

La corriente no fluye a través de un capacitor, aparte de una pequeña corriente de fuga. Un condensador es casi un circuito abierto.

Para comenzar, SW1 y SW2 están abiertos y C está descargado, por lo que ambas placas del capacitor están a 0V.

Ahora SW1 se cierra. Inmediatamente, todo el voltaje de la batería se desarrolla a través de R1, lo que obliga a que fluya una corriente a través de R1 y la carga positiva fluye desde el terminal positivo de la batería y se acumula en la placa superior del capacitor, lo que aumenta su voltaje. Simultáneamente, una corriente fluye desde la placa inferior del capacitor hacia el terminal negativo de la batería, eliminando la carga positiva de la placa inferior del capacitor.

Las corrientes en los dos cables de un capacitor siempre deben ser iguales entre sí y fluir en la misma dirección, una hacia adentro y otra hacia afuera, lo que hace que parezca que la corriente fluye a través del capacitor aunque el capacitor sea en realidad un circuito abierto.

A medida que la carga positiva se acumula en la placa superior y se elimina de la placa inferior, el voltaje en el capacitor aumenta y reduce el voltaje en R1, lo que reduce el flujo de corriente, la tasa de transferencia de carga y la tasa de aumento de voltaje. Después de un período de tiempo de 5RC, el voltaje en el capacitor será casi igual al voltaje de la batería.

Ahora abre SW1 y cierra SW2. El voltaje completo del capacitor ahora se desarrolla a través de la resistencia R2. La carga positiva fluye desde la placa superior del capacitor a través de R2 y hacia la placa inferior del capacitor. Nuevamente, en todo momento la corriente en los dos cables del capacitor es igual y en la misma dirección (una de entrada y otra de salida) dando la ilusión de que la corriente fluye a través del capacitor.

A medida que se elimina la carga positiva de la placa superior del capacitor y se acumula en la placa inferior, transportada por la corriente que fluye a través de R2, el voltaje en el capacitor se reduce y después de 5RC, el voltaje en el capacitor será casi igual a 0V.

Ahora reemplace las dos resistencias con cables y repita el experimento. Debido a que la resistencia de los dos cables es muy pequeña, cuando el voltaje se desarrolla a través de ellos (al cerrar el interruptor), la corriente forzada será muy alta (velocidad de transferencia de carga muy alta) y así ocurrirá la carga y descarga del capacitor. muy rápidamente, todavía se necesita 5RC para cargarse y descargarse casi por completo, pero ahora R1 y R2 tienen valores muy bajos.

He hablado sobre el flujo de carga positiva en lugar del flujo de electrones porque siento que el concepto de flujo de carga positiva es más intuitivo. También asumí que la resistencia de salida de la batería y que el ESR del capacitor son iguales a cero ohmios para simplificar una explicación.