¿Cuánta carga hay en este capacitor?

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El condensador C está completamente cargado por la batería mientras el interruptor está en la posición A. Luego, el interruptor se coloca en la posición B. Calcule la carga de los condensadores y los voltajes resultantes. La batería es de 100 voltios.



Intenté calcular $$ 15 \ espacio \ mu F * 100 \ espacio V = 0.0015 \ espacio C $$ para averiguar cuánta carga estaba disponible para la situación resultante. Pero la ingeniería inversa la respuesta, incluso esto es incorrecto. Es trivial encontrar el voltaje en cada condensador (tiene que sumar hasta 100, ¿verdad?) Si conocemos la carga, pero claramente no lo hago.

Inicialmente, asumí que la carga se dividiría de manera uniforme. Pero luego me di cuenta de que, dado que no todos los condensadores tienen el mismo campo interno, probablemente este no sea el caso, ¡cada cable tendrá una diferencia potencial (potencialmente) única en todo!

Debo admitir que este problema me ha dejado perplejo. Si alguien pudiera explicar solo el método sobre cómo abordar esto, puedo verificar la respuesta yo mismo.

¡Gracias!

    
pregunta user1833028

2 respuestas

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tiene que agregar hasta 100, ¿verdad?

Incorrecto.

El problema no se especificó completamente, no se especificó la carga inicial en C2 y C3. Supongamos que es cero.

Antes de que se encienda el interruptor, C1 está completamente cargado. Una vez que se pulsa el interruptor, parte de esa carga se mueve a C2 y C3.

Ya que tiene la misma cantidad de carga y una mayor capacitancia total, esto significa que se reduce el voltaje y se pierde energía.

Si el interruptor se mueve repetidamente hacia adelante y hacia atrás, cada vez se transfiere más carga y el voltaje en C2 y C3 aumentará hacia el voltaje de la batería.

    
respondido por el Peter Green
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Usando el nodo inferior como referencia (-). $$ V_ {C1} = V_ {C2} + V_ {C3} $$ Por lo tanto, los voltajes del capacitor no se suman al voltaje de entrada. Esto es solo KVL.

Aplicar el flujo de carga debe ser el mismo en todo el bucle (equivalente a KCL). Deje que \ $ \ Delta Q \ $ sea el cargo que circunda el ciclo de C1, C2 y C3.

$$ Q_1 = C_1 V - \ Delta Q $$ $$ Q_2 = 0 + \ Delta Q $$ $$ Q_3 = 0 + \ Delta Q $$

Añadir $$ Q_1 = C_1 V_ {C1}, \ Q_2 = C_2 V_ {C2}, \ Q_3 = C_3 V_ {C3} $$

Resuelve las 7 ecuaciones con 7 incógnitas.

    
respondido por el rioraxe

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