Considere dos condensadores conectados entre sí, donde uno está cargado (5.0V) y el otro no tiene carga almacenada:
Cuandoestánconectados,lacorrientefluyeparanivelarlacargaylosvoltajesresultantessepuedendeterminarfácilmenteapartirdelarelacióndelasdoscapacitancias.Mipreguntaes:cuandoseagregaunaresistenciaentreellos(diagramaacontinuación),¿esoafectalaconservacióndelacargaydacomoresultadovoltajesfinalesmásbajos?
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 está dividido en dos mitades por los dieléctricos de los condensadores. En su esquema, puede dibujar una línea vertical en el centro, pasando por los condensadores.
Conservación de carga significa que la carga en 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 condensadores una vez que se alcance el estado estable.
La resistencia no influye en el resultado final. Un valor más alto simplemente necesitará más tiempo para igualar el voltaje en sus límites máximos.
Ahora, lo realmente divertido aquí es si calculas la energía. Como E = 1/2 CV ^ 2 probablemente notará que la energía al final es más baja que la energía al principio, incluso si la resistencia es cero ...
La resistencia hace que la redistribución de la 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 es más por radiación y menos por 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.
Para agregar un poco a las otras respuestas, aunque intuitivamente parece que los voltajes deberían ser más bajos en el caso del resistor (porque el resistor disipará la energía en forma de calor, y una energía eléctrica más baja resultará en voltajes de condensadores más bajos, y a su vez, menor 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 resistencia cero.
Creo que esta página debería ayudarte 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 ve afectada por la resistencia, puede aceptar el resultado de conservación de carga.
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