Sé que solo podemos leer el voltaje a través de un capacitor si sus dos pines están conectados al voltímetro o no podemos hablar de ninguna diferencia potencial entre sistemas totalmente diferentes si no tienen una conexión a tierra común. Pero a medida que lo pienso más, empecé a confundirme y no puedo entender la razón física por la que este es el caso. Permítanme presentarles un caso;
Que conecté la sonda negativa a cualquier tierra universal (tierra, una gran placa de cobre, etc.) y, por lo que sé, sé que no pude medir ningún voltaje, pero no pude entender la razón física de por qué.
El voltímetro solo puede medir el voltaje (diferencia de potencial) entre sus dos terminales. No sabe nada de ningún otro nodo en el circuito.
El condensador solo controla el voltaje entre sus dos terminales. No influye en nada sobre ningún otro nodo en el circuito.
Supongamos que carga el capacitor a 9 V. Luego, desconecte el capacitor de la tierra. Los dos terminales del capacitor todavía están separados por 9 V, pero no hay nada que mantenga a uno en el potencial de tierra. Debido a unos pocos electrones parásitos que soplan dentro o fuera del condensador aislado debido al viento, etc., el potencial relativo a tierra podría desviarse en 10 o 100 voltios.
Luego, cuando conecta el voltímetro como en su tercer diagrama, proporciona una ruta para una pequeña fuga desde el terminal superior del condensador a tierra. Ahora ese terminal terminará muy cerca del potencial de tierra, y el otro terminal terminará a -9 V, porque el capacitor está todavía (suponiendo que no hay fugas a través del dieléctrico) manteniendo una diferencia de 9 V entre sus dos terminales.
En realidad, creo que la peor parte de tu pregunta es tu disculpa por hacer una "pregunta trivial". Su pregunta es muy válida y no trivial.
Mientras que, según su convención de denominación, un "voltímetro" debe mostrar una carga estática de portadores cuando está conectado a cualquiera de los terminales de un condensador cargado (y la carga entre ellos, al restar uno de otro), su multímetro es realmente no un voltímetro en absoluto.
Cuando los multímetros de producción se configuran para medir el "voltaje", se configuran internamente para presentar una impedancia alta (pero en ningún caso casi infinita) al circuito bajo prueba. Luego, el medidor mide la corriente a través de su carga interna para estimar la tensión de circuito abierto del circuito (se puede argumentar que mide la tensión a través de la carga, pero el resultado es el mismo , ya que la corriente / voltaje a través de cualquier impedancia real, no infinita está inherentemente vinculada).
Debido a que no hay una ruta completa para la corriente en su circuito, el medidor solo "ve" un paso transitorio de electrones a través de la carga, luego los potenciales estáticos se equilibran a través del medidor y amp; no hay más flujos de corriente, por lo que no se registra voltaje.
Si un "voltímetro" midiera realmente el voltaje de circuito abierto "verdadero" (como un electroscopio), entonces su circuito funcionará bien y amp; el electrodo conectado a tierra de su medidor funcionaría como "tierra de referencia", en lugar de su función actual como "circuito roto".
El voltaje es la diferencia de potencial entre dos puntos en el circuito. Si solo lo conecta a un lado del capacitor y el otro lado está desconectado, entonces no hay circuito. No importa a qué tipo de 'tierra' está conectado el lado negativo del voltímetro (podría ser la Tierra, una placa de cobre, un cable corto, nada). La carga en el condensador no puede desviar el voltímetro porque no hay forma de que llegue al terminal negativo del voltímetro.
Esto puede comprobarse observando una configuración del mundo real en la que hay una ruta hacia el terminal negativo del voltímetro. Entre cualquier componente adyacente siempre habrá alguna capacitancia (a menos que estén separadas por una distancia infinita), por lo que un circuito práctico realmente se ve así: -
¿Qué pasa en este circuito? Como ahora tenemos un circuito completo, la corriente puede fluir desde C1 hacia abajo a través del voltímetro a través del suelo y volver a C2, cargándolo. C2 es un millón de veces más pequeño que C1, por lo que solo una pequeña cantidad de carga necesita moverse para que los voltajes en C1 y C2 se igualen. Por lo tanto, C1 perderá un poco de voltaje, mientras que C2 cargará hasta el mismo voltaje (ligeramente reducido).
La corriente fluirá a través del voltímetro cuando C2 se cargue, por lo que mostrará una deflexión momentánea. Sin embargo, una vez cargado, el voltaje en C2 es positivo en el extremo de tierra, por lo que, desde el punto de vista del voltímetro, los voltajes en C1 y C2 se cancelan y se lee cero voltios. Ahora imagine que C1 se mueve más lejos del plano de tierra, de modo que C2 es más pequeño y toma menos carga. La desviación inicial del voltímetro también se reduce. En un circuito teórico con no capacitancia a tierra, el voltímetro siempre leerá cero.