Electricidad (Unidad 3) Teoria

[maria_cer]

Hola!
El tema de capacitores me cuesta un poco entenderlo. 
Un capacitor esta formado por 2 placas, una almacena cargas positivas y otras negativas, que se atraen entre si (las opuestas). El capacitor se carga a traves de una fuente (como una pila). Por eso Q es la cantidad de cargas. C es la capacidad del capacitor (el maximo de cargas que puede almacenar?). Y la diferencia de voltaje es lo que permite que las cargas se mantengan en movimiento (asi como la diferencia de presion en tubos de hidrodinamica?). La diferencia de voltaje total es la suma de las diferencias de voltaje entre los capacitores? 
Ahora, cuando se cargan los capacitores a traves de una fuente, y la fuente se mantiene conectada, el potencial se mantiene constante; y si se desconecta la fuente, la cantidad de cargas es constante y varia el potencial? Porque?

En este apunte teorico (https://ricuti.com.ar/no_me_salen/ELECTR...uitos.html) hay un ejercicio sobre capacitores en serie y paralelo, y me cuesta entender porque R2 y R4 estan en serie y no en paralelo...Si la corriente pasa por R2 no puede pasar por R4...a menos que retroceda...o no?

Y en el ejercicio 13a) de la guia, los capacitores se encuentran en paralelo...porque? No deberia ser en serie? Porque las cargas que pasan por A, pasan por B y C, no hay ramificacion...puede ser?

Gracias!

[miriamlaura]

Hola María,

Varias cosas:

1) La diferencia de voltaje lo que hace es lograr que el capacitor se cargue.  A mayor diferencia de potencial, más se carga.
2) PERO, cuidado, la corriente no se mantiene! Una vez que el capacitor se carga, DEJA DE CIRCULAR CARGA, pasa a haber corriente CERO (o sea: deja de pasar corriente)... pero el capacitor queda cargado.
3) Q es la magnitud de la carga de la placa positiva; la otra placa tiene carga -Q.
4) Las diferencias de potencial se suman si los capacitores está en serie; no cuando están en paralelo.
5) En realidad, no hay un "máximo de cargas que puede almacenar", si un capacitor se carga (por ejemplo) con uma fuente de 20 V, se carga con Q = C. 20 V; si después se cambia la fuente por otra de 40 V (por ejemplo), el capacitor se va a cargar más, y llega a Q' = C . 40 V

6) Si cargás un capacitor con una fuente de tensión y dejás la fuente conectada, estás "obligando" a que entre los extremos del capacitor, la dif. de potencial sea igual a la de la fuente, por eso DeltaV no va a cambiar aunque le hagas algún cambio al capacitor.

7) En cambio, si cargás un capacitor con la misma fuente, y después de cargarlo DESCONECTAS la fuente, las cargas de cada placa del capacitor quedan totalmente AISLADAS... para que la carga de cada placa pueda cambiar, los electrones tienen que poder CIRCULAR desde una placa hacia la otra, y eso NO puede pasar, porque no hay ninguna "conexión" entre una placa y otra... el material que las separa es aislante, o sea, los electrones no pueden ir de una placa a la otra por dentro, y por fuera tampoco, porque no hay ningún "camino" que vaya de una placa a otra, yendo por materiales conductores. 

Entonces: la carga NO puede cambiar estando el capacitor aislado; PERO si, por ejemplo, separás más las placas o colocás un dieléctrico, cambiás LA CAPACIDAD, y si cambiás la capacidad pero la carga NO cambia, entonces obligadamente tiene que cambiar DeltaV para que se mantenga la relación: DeltaV = Q/C

Creo que esto responde la primera parte de tu mensaje; más tarde sigo.

Saludos,
Miriam

[miriamlaura]

Hola María, sigo con la parte de tu mensaje a partir del enlace que das.

En ese circuito, R2 y R4 no están en paralelo entre sí, pero tampoco están en serie entre sí. (el hecho de que dos resistencias no estén en paralelo, NO quiere decir que estén en serie, a veces no es ni una cosa ni otra).

Para que dos resistencias estén en paralelo: sus extremos se tienen que unir, sin obstáculos, sólo podría haber "cable" entre ellos (o un amperímetro ideal). Más en detalle: en este ejercicio, R2 y R4 NO están en paralelo porque: el cable izquierdo que sale de R4, para llegar a R2, tiene que pasar por R3!! (o sea: hay un "obstáculo" desde uno de los extremos de R4, hasta un extremo de R2).
El extremo derecho de R4, sí va a unirse con el extremo derecho de R2, sin "obstáculos", pero con el extremo izquierdo NO pasa lo mismo.
No sé si me doy a entender; si no, volvé a consultarme.

R2 y R4 TAMPOCO están en serie entre sí porque: la corriente que pasa por R4 hacia la derecha, se junta con la corriente que sale hacia la derecha de R2. Otra forma de verlo: entre R2 y R4, de cualquier lado que se lo mire, hay un NODO, donde las corrientes se dividen.

Serie significa MISMA CORRIENTE: en ese circuito, R4 está en serie con R3, ya que el cable que sale de R3, pasa por R4 sin ramificación alguna.

Una vez que "juntamos" R3 y R4, queda una resistencia equivalente *entre esas dos*, R34. "Equivalente" quiere decir: que podríamos sacar R3, sacar R4, poner R34 reemplazando a ambas, y el circuito funcionaría de la misma forma que si tuviéramos a R3 y a R4.

Entonces: una vez que tenemos a R34, esa R34 SÍ está en paralelo con R2 porque: los cables que salen a ambos lados de R34, se juntan con los cables que salen a ambos lados de R2.

* Con respecto al ejercicio 13a) de la guía:

- En el caso de capacitores, hay un requisito adicional para estar en serie, además de pedir que no haya ramificaciones entre dos capacitores: tiene que cumplirse que la CARGA NETA entre las placas que están unidas por un cable intermedio, sea CERO. Y éste no es el caso porque:
Inicialmente, el capacitor izquierdo tiene +1300 microC en la placa SUPERIOR, y el capacitor derecho de 2 microF está inicialmente DESCARGADO. El conjunto de estas tres cosas: placa superior izquierda / cablecito superior / placa superior capacitor superior derecho, está totalmente AISLADO del resto, por lo cual su carga neta va a ser siempre de +1300 microC... por lo tanto, NO puede haber conexión serie entre el capacitor izquierdo y el derecho.

- Otra cosa: las cargas de un capacitor NUNCA atraviesan el espacio entre capacitores, que es AISLANTE. Es decir, si una carga saliera de la placa superior del capacitor izquierdo, sólo podría depositarse en la placa superior del capacitor de 2 microF, NO podría ir más abajo. Idem, si una carga saliera de la placa inferior del capacitor izquierdo, sólo podría depositarse en la placa inferior del capacitor de 8 microF, no podría ir más arriba.

- Los dos capacitores de la derecha sí están en serie entre sí, es decir: los capacitores de 2 microF y de 8 microF. Si sacás el capacitor equivalente entre los dos, te queda un capacitor, que SÍ va a estar en paralelo con el capacitor izquierdo, ya que sus extremos se unen por ambos lados.

Avisáme si no se entiende o si tenés más dudas.

Saludos,
Miriam