¿Se incrementa la capacitancia mutua para dos placas con carga positiva cuando se acercan?

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Entiendo que cualquiera de los dos portadores de carga exhibirá lo que se conoce como capacitancia mutua. Es decir, hay una cantidad de carga que se puede almacenar entre dos objetos cualquiera, lo que se denomina capacitancia mutua (normalmente solo se llama capacitancia ).

Como se responde aquí , me parece muy claro que esta capacitancia aumentará cuando dos objetos de carga opuesta Acércate. (Genera un campo eléctrico más fuerte que hace más agujeros al objeto con carga positiva y más electrones al objeto con carga negativa).

Tal como lo veo, existe una capacitancia mutua entre dos objetos cargados positivamente (o negativamente) . De acuerdo con el talón de Wikipedia para Mutual Capactiance , no se hace ninguna distinción sobre los cargos, y dice claramente:

  

Todos los objetos en el universo, conductores o no conductores, que tienen carga con respecto a otro exhiben capacitancia. La capacidad de un objeto aumenta cuando otro objeto se acerca a él.

El siguiente diagrama muestra de qué trata mi pregunta:

Dado que el lado derecho tiene una carga mayor (magnitud) que el lado izquierdo, esperaría que el campo de la red se desplace de derecha a izquierda. (Si lanzo un protón en el campo, se repelería más desde la derecha y terminaría en o cerca de la izquierda).

Pero a medida que acerco estos dos objetos, espero que la capacitancia disminuya porque el lado derecho atraería electrones del lado izquierdo, forzando los orificios de la izquierda a alguna otra parte del sistema.

A la inversa, si los objetos se separaran más, esperaría que el campo disminuya hasta el punto en que ambos objetos no se afecten entre sí. Esto haría que la capacitancia aumentara a su máximo.

Entonces, ¿qué es verdad? ¿La capacitancia mutua aumenta o disminuye para estos dos objetos a medida que se acercan? ¿Es posible que estos dos objetos tengan una capacidad si tienen cargas similares (ambas positivas en este caso)?

Es posible que tenga que abrir otra pregunta para esto, pero estoy tratando de ver cómo se usa la capacitancia mutua para la detección de proximidad / tacto. Como parece ahora, no puedo decir cómo se puede monitorizar esta capacidad mutua si solo hay un objeto conectado al sistema sensor, mientras que el objetivo (una mano humana, por ejemplo) no está conectado.     
pregunta Nick Miller

3 respuestas

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La capacitancia mutua es independiente de las cargas reales que puedan existir. Es solo una función de la geometría del condensador y las constantes dieléctricas de los materiales involucrados. En general, para un capacitor de placa paralela, la capacitancia es inversamente proporcional a la distancia entre las placas. Por lo tanto, si las placas se acercan, la capacitancia aumentará. Sin embargo, el valor de esta capacitancia depende solo del tamaño de las placas y de las propiedades dieléctricas del material entre las placas. El valor de la capacitancia no se ve afectado por las cargas que puedan estar presentes.

    
respondido por el Barry
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Q = CV.

Si los dos objetos fueron arrastrados el uno del otro, la capacitancia disminuye (según la definición de qué es físicamente la capacitancia) pero el voltaje aumenta, por lo tanto, Q permanece constante.

  

Pero a medida que acerco estos dos objetos, espero que   la capacitancia disminuiría porque el lado derecho atraería   electrones del lado izquierdo

¿Cómo van estos electrones a cruzar la barrera del aislamiento?

    
respondido por el Andy aka
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Primero, permítame tratar de interpretar lo que está diciendo: si hay dos objetos que están muy separados, por lo tanto, el campo entre ellos es muy débil para una carga neta determinada. Si se lleva una carga adicional a uno de los objetos, ya que el campo es muy débil, la capacitancia debe cambiar mucho.

Pero no funciona de esta manera.

Olvídate de la capacitancia por un momento. Cuando se lleva un cargo adicional a uno de los dos objetos, el campo ha cambiado. Y el potencial entre los dos objetos ha cambiado. Si mido los potenciales o me integro usando la ley de Coulomb para obtener los potenciales y luego hacer unos pequeños cálculos: $$ \ frac {initial.net.difference.of.charge} {initial.potential} = C_1 $$ Con los números finales: $$ \ frac {slightly.larger.net.difference.of.charge} {slightly.larger.potential} = C_2 $$ Resulta que \ $ C_1 = C_2 \ $ y se llama convenientemente Capacitancia.

Cita de tu comentario:

  

Digamos que tomas dos esferas de metal cargadas a + 10Q cada una. Originalmente ellos   están muy separados Cuando se acerca, cada vez es más difícil   añadir más cargas positivas a cualquier esfera porque la otra   la esfera ayuda a repeler

La dificultad para agregar una carga externa a cualquiera de las dos esferas no tiene nada que ver con la capacitancia entre las dos esferas metálicas.

Debes tomar \ $ C = \ frac {Q} {V} \ $ similar a \ $ R = \ frac {V} {I} \ $. Si no aplico una tensión a una resistencia, ¿significa que la resistencia no tiene resistencia?

¿La diferencia de potencial aumenta cuando la distancia entre dos objetos disminuye? Esto es más fácil de ver con dos placas paralelas aproximadamente infinitas. El campo eléctrico es uniformemente paralelo y constante independientemente de la separación. Cuando se integra en la distancia, la diferencia de potencial V = E x d. La diferencia potencial en realidad aumenta al aumentar la distancia.

    
respondido por el rioraxe