Ejercicio 1 , Primer parcial mayo 2018

Ejercicio 1 , Primer parcial mayo 2018

de Juan Manuel Costa Fernandez -
Número de respuestas: 4

Buenas !

A)

Me defino el sentido positivo de la corriente en sentido horario.

En la malla de la derecha ; si C1 arranca cargado entonces la placa de arriba se polariza positiva y la de abajo negativa.

Entonces el flujo de cargas que salen de C1 será también en sentido horario.

Mi pregunta es :

¿La placa de arriba de C2 , se polariza negativa ?

¿Por qué? 

Yo estaba razonando que como es la mas cercana a la placa positiva de C1 se polarizaba con signo opuesto pero vi que estoy errado.

B)

no entiendo porque en la solución de la parte C queda 1/3 y no 2/3

tengo un 4/9 del primero , luego un 1/9 del segundo , pero multiplicado por 2 (usando la relacion de C2=C1/2) entonces me queda 6/9

Gracias !

En respuesta a Juan Manuel Costa Fernandez

Re: Ejercicio 1 , Primer parcial mayo 2018

de Daniel Gau -

Qué tal Juan Manuel?

A)

Capaz que para responder tu duda conviene ir un poco para atras, y preguntarnos por qué la placa superior del capacitor C1 se carga positiva y la inferior negativa? La respuesta es que el efecto de la fuente es producir un campo eléctrico en el circuito que lleva los portadores de carga (que en general son electrones, que tienen carga negativa) desde la placa superior a la inferior. De esta forma, como la placa superior pierde electrones queda cargada + y la de abajo que recibe los electrones queda cargada - . Este flujo de cargas en sentido antihorario produce la corriente en sentido horario que mencionas.

Algo que es físicamente análogo a esta situación es considerar que la corriente está formada por cargas positivas que se mueven en sentido horario, y por lo tanto lo que hace la fuente es depositar estas cargas en la placa superior quedando con carga + y por lo tanto la de abajo quedará con carga - . Son dos formas diferentes, pero equivalentes, de pensar la situación.

Ahora, cuando se abre S1 y se cierra S2 podemos pensar que el capacitor C1 que empieza cargado se comporta como una fuente (es lo que entrega energía al circuito). Esta fuente establece una corriente que también circula en sentido horario y entonces, siguiendo el razonamiento que hicimos anteriormente, la placa superior se cargará + y la inferior - . Considerando esta configuración se obtiene la ecuación de voltaje que se escribe en la solución.


Espero que esto te ayude!

Saludos,

Daniel Gau.


B)

No entiendo bien cómo llegaste a eso que decis...

A mi me quedó igual que en la solución haciendo el siguiente planteo. Como la fuente está desconectada no habrá circulación de cargas, por lo tanto la suma de las carga en C1 y C2 en cualquier mometo tiene que ser igual a la carga inicial del capacitor C1 que se denomina  Q_{max} . Con eso se tiene que  Q_{max} = Q_{C1}+Q_{C2}

Por otro lado, en equilibrio la diferencia de potencial entre las placas de los capcaitores debe ser igual por lo que tenemos que  V_{C1}=V_{C2}  , por lo que  {Q_{C1} \over C_1}=  { Q_{C2} \over C_2} . Despejando  Q_{C2} y sustituyendo en la expresión anterior tenemos que  Q_{max}={{3} \over {2}} Q_{C1} y de acá se despeja fácilmente el resutlado.



En respuesta a Daniel Gau

Re: Ejercicio 1 , Primer parcial mayo 2018

de Juan Manuel Costa Fernandez -

Genial!!

sobre la pregunta A) : entendido, gracias por la explicación !

sobre la pregunta B) Estaba teniendo un  error de cuentas y no lo veía.

Pero tengo una pregunta adicional

C)

Si la resistencia estuviera en medio de los capacitores , pero del lado opueso, osea, que las cargas para ir de C1 a C2  tuvieran que pasar obligatoriamente por R.

Ahi no podríamos aplicar una conservación de la carga no?

Pienso esto porque la resistencia disiparía parte de la energía

En respuesta a Juan Manuel Costa Fernandez

Re: Ejercicio 1 , Primer parcial mayo 2018

de Daniel Gau -

Hola de nuevo!

Es correcto lo que decis que la resistencia disipará parte de la energía, sin embargo esto no quiere decir que no se conserve la carga. Esto lo podes ver claramente considerando dos cosas:

1) La corriente en un circuito se define como la cantidad de cargas que pasan por unidad de tiempo por una sección determinada.

2) En el circuito que estamos considerando todos los elementos están conectados en serie, por lo tanto la corriente que circula por cada uno de ellos es siempre la misma.

Con esto se puede ver que todas las cargas que entran a la resistencia por uno de sus extremos saldrán por el otro (aunque con menos energía) independientemente de su lugar en el circuito, es decir que la carga se conserva.


Saludos,

Daniel Gau.


En respuesta a Daniel Gau

Re: Ejercicio 1 , Primer parcial mayo 2018

de Juan Manuel Costa Fernandez -

Bien , entonces sería correcto plantear una Qmax = q1+q2 que vale = la carga que tenia el C1(osea = q1 en el instante inicial) al momento de comenzar la descarga , 

Y a partir de ahí obtener , resolviendo la diferencial, una q1 (t) para todo t posterior a que comience la descarga ?

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