1r ciclo [VII]Uno de electromagnetismo: Condensadores

[skinner]

Buenas a todos. Hoy les vengo con un par de preguntas acerca de los condensadores.

1) ¿Qué diferencia hay entre aumentar la distancia entre placas de un condensador conectado a la batería, y aumentar la distancia entre placas de un condensador que ha sido previamente desconectado de una batería? ¿Qué factores cambian?

Yo pienso que si se desconecta primero la batería, la cantidad de carga neta del condensador se mantiene constante

2) ¿De cuántas formas podemos incrementar la capacidad de un condensador?

Un ejercicio dice:

Si se desconecta la batería de un condensador de placas plano-paralelas y cuadradas, cargado totalmente(Q=1.04 nC), y la separación entre placas se incrementa a 3.5 mm, ¿cuál es la energía que tiene finalmente? El lado de las placas es igual a 14cm

Yo planteé:

Como se desconectó de la batería, la diferencia de potencial variará. Por tanto usaré la expresión de energía que no incluya a la diferencia de potencial:

$\dst U = \frac{1}{2}\frac{Q^2}{C}$

Como Q se mantiene constante (nos dicen que cargado completamente tiene una carga de 1.04nC), Q no variará. Al ser de placas plano-paralelas, tendremos que su capacidad será:

$\dst C=\frac{\epsilon_{0} S}{d}$

Donde A es la superficie de una placa (las dos son iguales) y "d" es la distancia, que nos dicen que es 3.5 mm

Conviertiéndolo todo en unidades del SI, y sustituyendo obtengo:

$U=10.92 nJ$

Sin embargo la respuesta correcta es $U=4.68 nJ$

A ver si alguien amable puede ayudarme.

Gracias!

Un saludo!

[lucass]

Re: [VII]Uno de electromagnetismo: Condensadores

1) ¿Qué diferencia hay entre aumentar la distancia entre placas de un condensador conectado a la batería, y aumentar la distancia entre placas de un condensador que ha sido previamente desconectado de una batería? ¿Qué factores cambian?

Yo pienso que si se desconecta primero la batería, la cantidad de carga neta del condensador se mantiene constante

Es así en efecto. Si se desconecta la batería, el sistema queda "aislado" en el sentido de que no intercambia carga. La carga del capacitor entonces es constante. Si en cambio se deja conectado, el sistema no estará aislado pues la fuente hará variar la carga, manteniendo la diferencia de potencial entre las placas constante.

2) ¿De cuántas formas podemos incrementar la capacidad de un condensador?

La capacidad de un condensador depende de la geometría del mismo. Si por ejemplo pensás en uno de placas paralelas, las formas de aumentar su capacidad son:
1- Aumentar el área de las placas
2- Disminuír la distancia entre las mismas
3- Colocar entre las placas un dieléctrico (mientras mayor sea la permitividad del mismo, mejor)

Saludos

[skinner]

Re: [VII]Uno de electromagnetismo: Condensadores

Gracias!

Saludos

[skinner]

Re: [VII]Uno de electromagnetismo: Condensadores

En general, aumentar la distancia entre placas de un condensador, ¿aumenta la diferencia de potencial entre ellas? yo creo que sí, basándome en la expresión del potencial entre dos planos paralelos. En caso de realizarse esta separación tras haber desconectado la batería, ¿cómo puedo calcular la nueva diferencia de potencial?

Saludos!