En la clase de física aprendí que quitar el dieléctrico de un condensador cargado aumenta el voltaje y, por lo tanto, la energía almacenada.
¿Podría este efecto ser usado para construir un generador? El voltaje adicional se puede extraer de alguna manera, el dieléctrico se vuelve a colocar y el condensador se recarga a la tensión más baja. ¿Qué tan eficiente sería esto?
Sí. Tal generador existe, y lo ha hecho durante siglos. Se llama "Máquina de Wimshurst"
En una máquina Wimshurst, los dos discos aislados y su metal Los sectores giran en direcciones opuestas pasando el metal cruzado. Barras neutralizadoras y sus cepillos. Un desequilibrio de cargas es Inducida, amplificada y recogida por dos pares de peines de metal con Puntos colocados cerca de las superficies de cada disco. Estos coleccionistas son Montado sobre soportes aislantes y conectado a los terminales de salida. La retroalimentación positiva aumenta exponencialmente las cargas acumuladas. hasta que se alcance la tensión de ruptura dieléctrica del aire y La chispa eléctrica salta a través de la brecha.
En teoría, la máquina no es de arranque automático, lo que significa que si no hay ninguno De los sectores en los discos tiene alguna carga eléctrica no hay nada. Inducir cargas en otros sectores. En la práctica, incluso un pequeño residuo. la carga en cualquier sector es suficiente para iniciar el proceso una vez que el los discos comienzan a girar.
Sin embargo, la energía proviene de la energía colocada en el (los) disco (s) giratorio (s)
La energía es \ $ E = \ dfrac {C \ cdot U ^ 2} {2} \ $. Eliminar el dieléctrico reduce la capacitancia, por eso el voltaje aumenta, debido a la ley de la conservación de la energía. En pocas palabras, la energía es la misma.
No, no creo que puedas hacer un generador. Cuando se retira el dieléctrico, la cantidad de carga gratuita (es decir, la carga realmente en las placas de metal) permanece igual. La energía total de las placas + sistema dieléctrico también se mantiene igual.
El potencial de la placa aumenta porque el dieléctrico ahora está despolarizado y ya no tiene energía electrostática. Esta energía se ha transferido al condensador en forma de mayor potencial. Podría drenar alguna carga "extra" para reducir el potencial de nuevo al valor inicial, pero cuando vuelva a colocar el dieléctrico, se repolarizará y reducirá el potencial aún más.
Volver a colocar el dieléctrico es el proceso inverso. La energía total no cambia. No requiere ninguna fuerza para volver a poner el dieléctrico. Por lo tanto, no hay trabajo realizado.
EDITAR: LOL ok aparentemente PUEDES. Esa cosa de la máquina Wimshurst es genial. Me imagino que la asimetría es clave para producir fuerzas.
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