Mi instructor presentó el siguiente problema en los condensadores:
Las placas
1
,2
,3
y4
forman dos capacitores de placas paralelas como se muestra. Placas1
y2
están cargadas, placas3
y4
no están. Ambos pares de placas están separados por la distanciad
.Describe lo que crees que pasaría si conectaras placa
3
con placa2
con un cable. ¿Cuántas cargas positivas tendrá la placa3
en su lado derecho? ¿Qué significa eso sobre el campo eléctrico entre las placas3
y4
(más grande, más pequeño o igual que el campo eléctrico entre1
y2
)?
No estaba seguro, así que realicé un experimento rápido con dos condensadores.
Cargué un capacitor (que representa las placas 1
y 2
) con una batería y lo medí con un multímetro para confirmar que tenía carga. Luego, toqué un cable de ese capacitor con otro capacitor descargado (que representa placas 3
y 4
). Luego, medí el voltaje de cada capacitor con un multímetro y descubrí que el capacitor originalmente cargado todavía estaba cargado pero el que no estaba cargado no. Nada de la carga se transfirió al segundo capacitor al tocar un solo cable al capacitor cargado.
Así que respondí que las placas 3
ya no4
se cobrarían nada.
Desafortunadamente, eso fue incorrecto. El instructor dice que la placa 3
tendrá la misma cantidad de cargas positivas que la placa 2
tiene cargas negativas y dado que las placas 3
tienen 4
un área más pequeña, el campo eléctrico entre ellas será mayor.
No veo cómo el segundo juego de placas puede cargarse sin formar un circuito. Esta pregunta parece similar, y en ese caso, un capacitor no cargaría al otro hasta que se cambie el interruptor y se complete el circuito.
¿Que me estoy perdiendo aqui? ¿Mi experimento con los capacitores no es representativo del problema?
Si 3 está conectado a 2 como se muestra en el segundo dibujo, habrá alguna transferencia de carga negativa de 2 a 3, porque en esa región entre 2 y 3 inicialmente hay algún campo eléctrico residual debido al hecho de que la placa negativa está más cerca que la placa positiva.
Pero si la dimensión de las placas del condensador 1-2 es mucho mayor que su distancia , esta transferencia de carga será mucho menor que la carga en la placa 2 y puede despreciarse. Esto es así en su experimento, donde el capacitor tiene placas tan cercanas que el campo eléctrico exterior es tan pequeño que es insignificante y no conduce a ninguna transferencia de carga apreciable.
Ján Lalinský