Condensatori

giuseppe87x
Il libro mi da in figura un circuito costituito da due condensatori C1=1 microfarad e C2=3 microfarad collegati con polarità opposta. Tra i piatti dei due condensatori ci sono due interruttori, inizialmente aperti. I due condensatori vengono caricati a una differenza di potenziale di 100V e successivamente gli interruttori vengono chiusi. Si chiede a) quale sarà la differenza di potenziale finale tra i due punti a e b, b) quale sarà la carica su i due condensatori.



Il condensatore di sinistra è C1, quello di destra è C2.

Sembra facile ma non mi torna con il risultato del libro.

Risposte
giuseppe87x
Se non chiedo troppo potete x fav darmi qualche indicazione anche per questo?

Un condensatore cilindrico ha raggi a e b. Si dimostri che metà dell'energia potenziale immagazzinata giace in un cilindro il cui raggio è r=sqrt(ab).

Grazie a chi risponderà.

Marvin1
Essendo inizialmente scollegati ogni C avrà carica Q pari a :

Q = C * deltaV

in questo modo ti calcoli la carica su ogni singolo C.
(mi pare di aver capito che i 2 C sono soggetti allo stesso potenziale)

quando vai a chiudere i due interruttori i due C vanno in parallelo e la carica totale (Q1+Q2=Q) NON varia.

essendo in parallelo la Ceq = C1+C2

quindi deltaV=Q/Ceq

la carica sui C dopo il collegamento si ridistrubuirà in modo da portare i 2 C allo stesso potenziale.

quindi poni deltaV1=deltaV2 (con il deltaV trovato prima) e trovi le due cariche.

Credo sia giusto,lascio a te i calcoli.

Marvin

david_e1
Per quello dei condensatori mi sembra che dopo la chiusura dei due interruttori vadano a scaricarsi in tempo nullo uno sull'altro! Infatti sono sia in serie che in parallelo.

Le cariche + di quello a destra si annullano con quelle - di quello a sinistra e viceversa.

Siccome non c'e' resistenza la scarica e' istantanea.

Siccome la quantita' di carica sui due e' diversa "sopravvivera'" solo la differenza fra le due cariche:

$Q_(f) = | Q_1 - Q_2 | $

Questa si ridustribuira' sui due condensatori ora in parallelo...

Marvin1
"david_e":
Infatti sono sia in serie che in parallelo.


Mi spieghi cosa vuol dire?
è da tanto che non faccio elettrotecnica e sinceramente non mi ricordo!

Marvin!

giuseppe87x
@Marvin
I due condensatori sono caricati allo stesso potenziale, ma non sono sottoposti alla stessa differenza di potenziale come se ci fosse una batteria. Quindi secondo me non si può dire che essi sono in parallelo. Daltronde se faccio i calcoli il problema non riesce. Io non riesco a capire se alla fine è la carica che si equipartisce tra i due condensatori o il potenziale.

@David_e
Non riesco a capire cosa significa che i due condensatori sono sia in serie che in parallelo.

Grazie comunque ad entrambi per l'aiuto ;)

cavallipurosangue
Attenzione a non farvi confondere dal disegno.. :-D La definizione di condensatori in parallelo è precisa, infatti siamo in questa situazione solo se tutte le armature caricate con carica dello stesso segno sono collegate tra loro direttamente.. In questo caso invece i condensatori sono sicuramente in serie, dato che le armture positive sono collegate a quelle negative. In questo caso si conserva quindi la quantità di carica.

giuseppe87x
Quindi essa dovrebbe ripartirsi equamente tra i due condensatori?

cavallipurosangue
Si la carica si.

giuseppe87x
Ecco...e invece il libro da come risultato due cariche diverse!

cavallipurosangue
é il problema 19, cap 26? Cmq si il libro dice che nel caso non ci sia una fem costante, non si può parlare nè di condensatori in parallelo, nè in seria. Personalmente è davvero la prima volta che lo sento dire.. Accidenti alle mie scuole superiori..

giuseppe87x
E' il problema 29 cap. 26. Gli altri li ho saputi svolgere, questo proprio non riesco a venirne a capo...

david_e1
Allora i due condensatori sono in parallelo dopo che gli interruttori si chiudono E dopo che la carica si e' ridistribuita in modo da avere ai capi dei due la stessa differenza di potenziale. In oltre i due sono anche in serie in quanto sono attraversati dalla stessa corrente.

Il circuito in figura e' quello, famoso, dei due bipoli. Si tratta dell'unico circuito in cui i componenti sono sia in serie che in parallelo.

Per concludere la carica NON si conserva.

Infatti se $Q_1$ e' la carica del primo condensatore e $Q_2$ e' la carica del secondo:

$ {(Q_1=C_1 * 100V),(Q_2=C_2*100V):} $

Dopo che si chiudono gli interruttori la carica totale rimasta sara':

$ Q_f = Q_2 - Q_1 $

Infatti la carica di $Q_1$ finisce per annullarsi: infatti abbiamo che le armature caricate in maniera opposta dei due condensatori vengono cortocircuitate. Cosi' le cariche su ciascun piatto vedono quelle opposte sul piatto dell'altro condensatore e finiscono per "semplificarsi" con quelle.

Questa carica finale si distribuira' in modo da portare i due condensatori ad avere la stessa tensione (compreso il verso!) ai capi delle loro armature.

In particolare la tensione finale sara' diretta come $V_2$ dove $V_2$ e' la tensione che cade sul condesatore 2.

cavallipurosangue
A questo punto, dopo la recente scoperta, mi sento vicino a quello che dice david_e.

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