exactamente ¿por qué se acumula un condensador cuando se conecta a una batería?

Inicialmente, el condensador puede considerarse neutral. Es decir, no tiene carga neta. Una mezcla de cargas positivas y negativas en ambas placas (así que llámenlas placas superior e inferior para identificar cuál es cuál).

Cuando conectas una batería, tienes flujo de corriente. No importa si el circuito está abierto o cerrado (desde la perspectiva de la fuente, no sabe qué es 1nm, 1mm o 1m por delante). Así que tienes estas cargas positivas que comienzan a vagar alrededor de la placa superior. Al principio, primero, su 1 carga, 2 cargas, 10 cargas y sigue haciendo eso hasta que toda el área de superficie de la placa es la misma carga. En este punto, no hay flujo de corriente en el condensador porque ya no hay un cambio en el campo eléctrico.

Pero a medida que cambia el campo, (como cuando se acumulan las cargas), las cargas positivas en la placa superior atraen cargas negativas en la placa inferior. Pero en el caso de que se acumule una carga negativa en la placa inferior, una carga positiva en la placa inferior debe ser ... desplazada ... de la placa inferior. Esencialmente, fueron expulsados de ese lugar. Las placas tienen un espacio finito, por lo que solo hay espacio suficiente para tantos cargos. Esto se repite hasta que cada carga positiva haya atraído una carga negativa.

Así es como fluye la corriente en un condensador. A través de lo que se llama, desplazamiento de corriente.

Esta es la razón por la cual la corriente en un capacitor no cargado es instantánea y se reduce exponencialmente a medida que la carga se va acumulando, cada vez se necesitan menos cargas negativas y, por lo tanto, se desplazan menos y menos cargas positivas.

Esto es difícil de comprender, pero hay una corriente en un condensador. Se llama corriente de desplazamiento. Fue demostrado por Maxwell en sus ecuaciones. Esta corriente de desplazamiento no es un flujo directo de electrones sino un campo eléctrico. Un condensador tiene un campo eléctrico entre las placas que es el flujo de corriente proverbial.

Es posible que se esté metiendo en problemas al visualizar un capacitor como si fueran dos placas separadas. ¿Está asumiendo que puede eliminar 1uC de carga de una placa, pero no eliminar ninguna carga de la otra? Eso puede estar bien para la tarea de física (donde los capacitores son dos esferas metálicas a gran distancia). Pero en electrónica, los capacitores son placas relativamente grandes, separadas por microscopios. El condensador de un ingeniero eléctrico no es como dos esferas metálicas separadas. En cambio, se comporta como una sola bola con un espacio microscópico cortado en toda su longitud. Dos hemisferios sólidos pulidos separados por una micra de película plástica.

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   /         ||         \       "Engineer's Capacitor"
  |          ||          |        
 |           ||           |     A spilt metal sphere with
|            ||            |    a very narrow gap between 
|            ||            |    the two halves
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En otras palabras, la capacitancia a tierra distante es pequeña, mientras que la capacitancia entre los dos hemisferios es enorme. El efecto principal es que, si intenta forzar la carga de forma continua en una placa de este "capacitor del ingeniero", esa carga se propaga instantáneamente a la superficie exterior de ambas placas. Y luego, una gran tensión aparece en ambas placas WRT a tierra, deteniendo la corriente. La única forma de evitar este efecto, y de crear una corriente continua, es tratando el condensador como un conductor de dos terminales. En ese caso, no podemos introducir carga en la primera placa a menos que la eliminemos simultáneamente de la segunda.

El condensador solo funciona correctamente si pretendemos que es algún tipo de cable. Con los cables, si intentamos presionar más carga de la que eliminamos, ambos extremos del cable se cargan inmediatamente hasta valores fantásticos de voltaje, y esto bloquea cualquier corriente adicional. Un condensador en electrónica hace lo mismo. Más: el capacitor del ingeniero

¿Por qué ocurre esto? Personalmente me parece fascinante. Si descargamos carga positiva en un hemisferio, se extenderá sobre la superficie, incluida la parte de la superficie hacia abajo en la brecha entre los hemisferios. La carga positiva que entró en la brecha atrae la misma carga negativa al otro lado de la brecha. Pero esto deja un exceso positivo en el segundo hemisferio, y este exceso se repele, viajando a la superficie exterior del segundo hemisferio. Si el exceso de superficie en la segunda mitad crece demasiado, entonces ocurre lo contrario, y el exceso negativo en la brecha creará un exceso negativo en el exterior del hemisferio original. Cuando las cosas se han calmado, ¡la mitad de la carga que colocamos en un hemisferio aparentemente ha viajado a la superficie exterior del segundo hemisferio! Y, en la brecha, cada cara plana también tiene la mitad de la cantidad de carga depositada, pero en el segundo hemisferio es la polaridad opuesta.

Por lo tanto, los condensadores actúan como objetos metálicos individuales, donde la carga aparentemente salta la brecha con facilidad. Eléctricamente, las dos mitades están acopladas muy, muy estrechamente. Para generar una corriente, debemos conectarlos en un circuito, donde la ruta de la corriente es a través de el componente y volver a salir. Y luego, por supuesto, la ecuación del capacitor se mantiene ... por cada segundo que existe la corriente a través del capacitor, el voltaje entre las placas crece en proporción a I / C, y la energía se almacena en el espacio. Un capacitor es un componente de 2 terminales, y no es nada como un circuito abierto o un par de placas ampliamente espaciadas. La ruta para la corriente es de a través de .