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Fuerza sobre placas de condensador plano paralelo con dielectricos

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  • 1r ciclo Fuerza sobre placas de condensador plano paralelo con dielectricos

    Buenas,

    Estoy intentando comprender las fuerzas producidas sobre las placas del condensador plano paralelo.He llegado a la conclusión de que debido a que las placas están cargadas con +Q y -Q respectivamente, las lineas de campo irán desde la placa superior(+Q) a la inferior y como la fuerza eléctrica es [Error LaTeX: Compilación LaTeX fallida] pues habrá una fuerza en esa dirección que hará que la distancia entre las placas varié un

    Justamente esa Fuerza por la variación $\Delta z$ es el trabajo.Y el trabajo es la variación de energía potencial.Dado que la energía electrostática es .se puede obtener:


    Por lo que utilizando la expresión de la energía anterior, la fuerza electrostática se obtiene derivando las energía respeto a la distancia entre las placas.Suponiendo que la carga es contante todo se reduce a derivar la capacidad.

    ¿Esto es así no?

    Ahora viene mi problema.Repasando un ejercicio de clase, que trata de la energía al quitar un dieléctrico del condensador.Dice tal que asi:
    Un condensador plano de área a x b tiene el espacio entre sus placas ocupado por dos dieléctricos de permitividades ε1 y ε2, que llenan cada uno la mitad del espacio entre las mismas como se indica en la figura. La separación entre las placas es d. Si manteniendo las placas conectadas a una batería de d.d.p. V0 se extrae con velocidad constante v el trozo de dieléctrico de permitividad ε2.

    Calcula la energía(separando en 3 condensadores en paralelo) y obtiene U=U(d,x) donde x es la distancia que queda dentro al separar el dieléctrico de ε2.


    Esa función la deriva respecto de x en vez de d.Siendo d la z del principio
    Esa es mi duda.¿Respecto de que variable hay que derivar para obtener la fuerza?
    Última edición por agzalcazar2; 25/11/2016, 19:36:47.

  • #2
    Re: Fuerza sobre placas de condensador plano paralelo con dielectricos

    No olvides que la fuerza es un vector. Derivando respecto de la expresión que pones obtendrías la componente de la fuerza que se opone a que el dieléctrico sea extraído del condensador. La componente de la fuerza normal al dieléctrico no la puedes obtener de esa expresión, pues necesitarías que tomara en cuenta un aumento en la separación de las placas.

    Saludos,

    Don't wrestle with a pig in the mud. You'll both get dirty, but the pig will enjoy it. - Parafraseando a George Bernard Shaw

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    • #3
      Re: Fuerza sobre placas de condensador plano paralelo con dielectricos

      ¿Entonces si yo me piden calcular la fuerza entre las placas del condensador se refiere a la componente normal o a la creada al extraer el dieléctrico?
      @al2000, Si quisiera calcular la componente normal, ¿ debería poner .Y derivar respecto a respecto a d?Estoy un poco perdido
      Última edición por agzalcazar2; 25/11/2016, 20:56:21.

      Comentario


      • #4
        Re: Fuerza sobre placas de condensador plano paralelo con dielectricos

        ¿Te refieres en este mismo caso?¿con dos dieléctricos y uno en posición variable? Como sea, este caso u otro, deberías obtener una expresión para la capacidad como función de la distancia (variable) entre las placas.

        Saludos,

        Don't wrestle with a pig in the mud. You'll both get dirty, but the pig will enjoy it. - Parafraseando a George Bernard Shaw

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        • #5
          Re: Fuerza sobre placas de condensador plano paralelo con dielectricos

          Es decir considero que la distancia d va aumentado al sacar el dieléctrico. Dicha distancia de las placas seria .La expresión de la energía sería
          y la capacidad


          Y continuación derivaría respecto a .¿Es correcto?
          De ser así, sigue quedando ese .Considerando que como el sistema se mantendrá en equilibrio,¿ habría que tomar el limite cuando tiende a cero?
          Última edición por agzalcazar2; 26/11/2016, 16:04:16.

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          • #6
            Re: Fuerza sobre placas de condensador plano paralelo con dielectricos

            Podrías decir que y derivar respecto de .

            Saludos,



            PD. NOTA COMO MODERADOR: No es sino hasta después de haberte respondido que me he dado cuenta de que has pegado la imagen de una fórmula. Por favor no lo hagas, tipea el código de la fórmula. Puedes reemplazar la imagen con el código [TEX]U = \frac 1 2 C V_0^2[/TEX].
            Última edición por Al2000; 26/11/2016, 15:21:29.
            Don't wrestle with a pig in the mud. You'll both get dirty, but the pig will enjoy it. - Parafraseando a George Bernard Shaw

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            • #7
              Re: Fuerza sobre placas de condensador plano paralelo con dielectricos

              Gracias por tu ayuda AL2000
              Última edición por agzalcazar2; 26/11/2016, 16:08:01.

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