Energía perdida en los condensadores [duplicado]

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Supongamos que hay dos capacitores de capacitancia C idénticos y uno de ellos está cargado a un potencial V y obtiene una carga q. La energía almacenada en este capacitor es \ $ 1 / 2cv ^ 2 \ $ o \ $ q ^ 2 / 2c \ $. Ahora este condensador está conectado con el condensador descargado. Ahora la energía neta de este sistema será \ $ q ^ 2 / 4c \ $. ¿Cómo se pierde la otra mitad de la energía? ¿A dónde va?

    
pregunta 0xVikas

2 respuestas

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Para ampliar la respuesta de Spehro, asumamos un capacitor superconductor y cables. Luego, cuando se realiza la conexión, la carga comenzará a fluir desde la primera tapa a la segunda. Cuando el voltaje es igual, la corriente no, debido a la inductancia de los cables. En su lugar, la primera tapa se descargará completamente y la segunda se cargará completamente. En este punto, el proceso se repetirá a la inversa. El resultado será una oscilación sinusoidal con frecuencia $$ f = \ frac {1} {2 {\ pi LC}} $$ donde L es la inductancia de todo el sistema, incluidos los cables y la estructura del condensador interno.

Esto, por supuesto, no asume pérdidas en ninguna parte. Si los cables no son superconductores, la frecuencia de oscilación será un poco menor y la amplitud de la oscilación (aproximadamente) se verá como una exponencial inversa. Incluso si no hay resistencia, como señala Spehro, el circuito irradiará energía como radiación de RF (o la frecuencia que corresponda) y esto también servirá para amortiguar las oscilaciones.

Cuando todo se detenga, las dos tapas tendrán el mismo voltaje y la misma carga. La mitad de la energía original se habrá perdido a través de los mecanismos señalados.

    
respondido por el WhatRoughBeast
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Mayormente calor, típicamente en una situación real. Considere una resistencia distinta de cero entre los condensadores (e interna a ellos) y analice lo que sucede después del instante de conexión. Habrá una chispa y algunas emisiones de EM.

Incluso si los condensadores tuvieran literalmente resistencia cero (superconductores), la energía se deslizaría debido a la inductancia y eventualmente se perdería porque se indujo en materiales circundantes con pérdidas o se emitió como ondas EM.

    
respondido por el Spehro Pefhany

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