Ej 10

Ej 10

de Martin Schmidt Agorio -
Número de respuestas: 13


Buenas, en el ejercicio 10 varias cuestiones no me quedaron claras.

Primero, como se puede analizar donde se maximiza la capacitancia? Entiendo que esta solo varia con la disposición de las placas pero que no depende directamente de la carga y la diferencia de potencial ya que estas son proporcionales. Pero, entonces, depende de la rotación de las placas móviles?

Por otro lado, interpretó que los condensadores deben estar en paralelo para que me de el resultado correcto pero no entiendo como se deduce esto de la letra (o dibujo). Guiándome por el dibujo diría que son condensadores en serie.

Gracias

En respuesta a Martin Schmidt Agorio

Re: Ej 10

de Daniel Gau -

Paso a responder tus dudas por partes.


Primero, como se puede analizar donde se maximiza la capacitancia? Entiendo que esta solo varia con la disposición de las placas pero que no depende directamente de la carga y la diferencia de potencial ya que estas son proporcionales.


Esto es verdad, la capacitancia solamente depende de factores geométricos y las propiedades de los materiales que componen el capacitor (como la constante dieléctrica de el material colocado entre las placas, en caso de haberlo).


Pero, entonces, depende de la rotación de las placas móviles?

Sí, la capacitancia total del sistema depende de este parámetro.

Esto es debido a que el efecto de almacenamiento de energía en forma de campo eléctrico, característico de los capacitores, solamente se da en la porción de las placas de un capacitor con carga + y - que están enfrentadas.

A modo de ejemplo: como las placas tienen cada una la forma de medio disco, uno fijo y otro movil, en el caso extremo en que la mitad del disco movil se encuentre totalmente fuera de la zona delimitada por las placas fijas el sistema no podrá almacenar energía en forma de campo, y por lo tanto la capacitancia del sistema será cero.


Por otro lado, interpreto que los condensadores deben estar en paralelo para que me de el resultado correcto pero no entiendo como se deduce esto de la letra (o dibujo). Guiándome por el dibujo diría que son condensadores en serie.

Para responder esta pregunta tenes que observar que todas las placas fijas están conectadas a el mismo borne de la fuente (por ejemplo el +), al igual que todas las placas móviles (por ejemplo el -). Te recomiendo dibujar un análogo eléctrico de esta situación, en forma de circuito.


Saludos,

Daniel Gau.


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Re: Ej 10

de Maximo Pirri Fernandez -

Buenas, 

Me quedaron un par de dudas de este ejercicio, cómo se qué justo cuando están exactamente enfrentadas las placas es cuando la capacitancia es máxima? 

Qué pasa en la situación en la que coincide solo un pedazo de la placa móvil con la fija?

Y otra cosa, la energía eléctrica almacenada por el condensador es proporcional a la capacidad?

En respuesta a Maximo Pirri Fernandez

Re: Ej 10

de Daniel Gau -

Qué tal Máximo?

Me parece que todas las dudas que planteas son un poco parte de lo mismo.

Lo que podes hacer para responderas es primero pensar en un sistema más simple, por ejemplo el capacitor de placas planas paralelas al que estamos acostumbrados. Como dije anteriormente, lo que hace el un capacitor es acumular energía en forma de campo eléctirico. Además, sabemos que (despreciando efectos de borde) el campo eléctrico en este tipo de dispositivos es de módulo constante y con una dirección perpendicular a las placas, por lo que las lineas de campo las podemos dibujar como rectas que parten de la placa + a la -.

Ahora para aclarar tus dudas creo que te sería útil dibujar las lineas de campo en los dos sisitemas siguientes,y a partir de ahí tratar de deducir qué pasa con la capacidad energía etc.

Capacitores

En respuesta a Daniel Gau

Re: Ej 10

de Lucas Villamor Schuch -

El concepto de que la energía potencial eléctrica se almacena en el campo eléctrico es general o solo en el caso de un capacitor? Es decir, cualquier campo almacena energía o tiene que ser el campo entre dos placas (o otro tipo de conductor) de carga opuesta?

En respuesta a Lucas Villamor Schuch

Re: Ej 10

de Sofia Valli -

Los campos en general almacenan energía. Pensá que los campos pueden mover cargas, realizar trabajo.
Más adelante en este mismo curso va a quedarte claro.

Pudiste resolver el ejercicio 10? Seguí preguntando si no te queda claro.

Saludos!

En respuesta a Daniel Gau

Re: Ej 10

de Martin Schmidt Agorio -
Muchas gracias por la respuesta!


Me surgió una duda cuando citas el ejemplo de que las placas móviles se encuentra fuera de la zona delimitada por las placas fijas. 

Supongamos tengo una disposición de n placas paralelas cargadas con el mismo signo (como en el ejemplo que me mostraste). Las numeramos de 1 a n. El campo entre la placa 1 y la 2 diría que es la suma vectorial de los campos: E1 + E2 +... + En. Los campos E1 y E2 tienen el mismo módulo y sentido opuesto por lo que me quedar que el campo entre la placa 1 y 2 es E3 + E4+....+ En. Entonces porque la energía almacenada en forma de campo eléctrico es nula? 


En respuesta a Martin Schmidt Agorio

Re: Ej 10

de Sofia Valli -
Te referis a

A modo de ejemplo: como las placas tienen cada una la forma de medio disco, uno fijo y otro movil, en el caso extremo en que la mitad del disco movil se encuentre totalmente fuera de la zona delimitada por las placas fijas el sistema no podrá almacenar energía en forma de campo, y por lo tanto la capacitancia del sistema será cero.

Si vos tenes solo las caras positivas no tenes un capacitor, eso es mas bien un o cargado. si bien tenes un campo fuera de las placas( entre las placas se cancela ) eso no es un capcitor y su capacitancia es 0.

Esa configuración de conductor cargado que estas pensando, genera un campo y m{as adelante vas a ver que tiene una energía asociada, pero no es un capacitor y su capacitancia es cero.
En respuesta a Sofia Valli

Re: Ej 10

de Lucas Villamor Schuch -

Una consulta, por qué en la configuración que propuso Martín el campo entre las placas sería nulo? ("si bien tenes un campo fuera de las placas( entre las placas se cancela )"). Supongamos que tengo 3 placas negativas en fila. Entre la placa 1 y 2 el campo debido a la placa 1 y placa 2 se anula, porque el campo de cada placa en tal región es igual pero opuesto, pero en esa región 1-2 existe también el campo de la placa 3, no? Y este no se anula con nadie.

Gracias

En respuesta a Lucas Villamor Schuch

Re: Ej 10

de Florencia Benitez Martinez -

Hola Lucas,

puede que haya un campo entre placas del mismo signo, pero fijate que todas esas placas están conectadas al mismo borne de la fuente. Eso significa que no hay una diferencia de potencial entre ellas, y por lo tanto, la capacitancia es nula.

Saludos!

En respuesta a Florencia Benitez Martinez

Re: Ej 10

de Lucas Villamor Schuch -

Pero si la diferencia de potencial es 0, y hay un campo, entonces no se cumple que la diferencia de potencial es (-) la integral del campo producto escalar con el desplazamiento? Notar que el angulo entre tales vectores en este caso es 0 o 90, entonces el coseno no se anula. 

Gracias.

En respuesta a Lucas Villamor Schuch

Re: Ej 10

de Florencia Benitez Martinez -

Hola Lucas, 

Está muy bien tu observación. Aunque para el ejercicio sólo nos importa lo que sucede entre placas de signo opuesto, que son las que actúan como capacitores, está bueno cuestionar lo que sucede fuera.

La relación que mencionás entre el potencial y el campo se debe cumplir. Eso nos deja sólo una opción: el campo debe ser nulo cuando se enfrentan placas al mismo potencial.

Ahora, eso también nos deja una pregunta sobre el modelo que ustedes estaban intentando analizar. ¿Por qué el campo es nulo si tengo placas del mismo signo enfrentadas?

Esa pregunta sólo tiene una respuesta, y es que la carga no esté acumulada en esa sección. 

En conclusión, la carga se acumula en el área efectiva, es decir, el área que forma parte del capacitor.

¿Se entiende de esa manera?

En respuesta a Florencia Benitez Martinez

Re: Ej 10

de Lucas Villamor Schuch -
No entiendo de que capacitor hablamos. Separemos la duda del ejercicio. Martín propuso una configuración con n placas del mismo signo, y le respondieron que "si bien tenes un campo fuera de las placas( entre las placas se cancela )". Entonces hice otra pregunta y concluimos que eso no era así, que el campo dentro de la configuración no se anula ("puede que haya un campo entre placas del mismo signo, pero fijate que todas esas placas están conectadas al mismo borne de la fuente. Eso significa que no hay una diferencia de potencial entre ellas, y por lo tanto, la capacitancia es nula". Entonces yo pregunté como es que hay campo y no diferencia de potencial, y la conclusión de la respuesta fue "En conclusión, la carga se acumula en el área efectiva, es decir, el área que forma parte del capacitor." pero nunca hubo un capacitor, solo una configuración de n placas del mismo signo.


Vuelvo a plantear la duda: en una configuración de n placas del mismo signo igualmente cargadas, el campo dentro de la configuración no es nulo, no? 

En respuesta a Lucas Villamor Schuch

Re: Ej 10

de Florencia Benitez Martinez -

Ah, perdón, pensé que hablabamos del ejercicio.

"puede que haya un campo entre placas del mismo signo, pero fijate que todas esas placas están conectadas al mismo borne de la fuente."

Con esto quiero decir que si no están conectadas entre sí (o sea, están aisladas, no están al mismo potencial), entonces existe un campo (como vimos en el P2). 

Pero si tenemos placas conectadas entre sí (al mismo potencial), las cargas se redistribuyen (como en la parte d del ejercicio de autoevaluación, de modo que el campo entre las placas es cero.)

 No sé cuál de estos dos casos es el que están suponiendo ustedes (supongo que el segundo). En ese caso tienen campo nulo entre las placas