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problema sobre condensadores

Posted: 31 Mar 2005, 21:38
by plimsouls
Hola de nuevo, este es un problema que cuando lo leí dije, jo, que fácil y así me pareció de verdad, pero luego no pude por menos de ver el resultado, no la solución, y no daba ni por asomo.
Bien , dice así:
Un condensador de 4uF cargado a 400V y un condensador de 6uF cargado a 600V se conectan uno con el otro con las placas positivas de cada uno conectada a la placa negativa del otro.
a) Cuál es el valor final de la carga que reside en cada condensador?
b) Cuál es la diferencia de potencial a través de cada condensador después de que han sido conectados?

Bueno, pues yo supuse que los condensadores se habían cargado inicialmente por separado con esos voltajes, de manera que C=Q/V y de ahí he sacado la carga inicial de cada uno de ellos.
Luego supuse que se conectaban en serie pq las placas positivas estaban unidas a las negativas. Pues bien, supuse que por inducción , la carga total se repartiría de forma igual entre ambos condensadores y que estarían sujetos a distintos potenciales.
Pues bien mi sorpresa fue mayúscula al ver en los resultados que cada uno soporta una carga distinta de 800 y 1200 uC y que están sometidos a un mismo potencial de 200V???????????????????????? Esto quiere decir que están en paralelo, pero ni aún así me sale ese resultado.
Debe ser fácil , pero me he bloqueado.

Posted: 01 Apr 2005, 16:31
by ontureño
Hola, hacía tiempo que no te veía por aquí ¿eh? :wink:

Mira, lo he pensado un poco rápido pero a lo mejor es la solución. Efectivamente lo primero es sacar la carga de cada uno. Ésta se ha de mantener constante cuando los conectas, sin embargo puede ocurrir que se redistribuya entre ambos cuando los conectamos. Lo que sabemos es que el potencial de ambos ha de ser ahora el mismo, ya que está en parelelo. Además sabemos que la capacidad de dos condensadores en paralelo es la suma de ambas capacidades. Como sabemos la capacidad del conjunto y la carga total, podemos sacar el voltaje común. Ahora, como sabemos el voltaje, podemos sacar la carga de cada uno porque sabemos su capacidad individual.

Mira a ver si esa es al solución, que no lo sé :lol: ,

Posted: 02 Apr 2005, 02:01
by Visitante2
hola , si, hacía tiempo que no me dejaba leer por aquí. Mucho trabajo y poco tiempo para el estudio, pero salían las cosas más o menos, hasta que me he topado con este problema jaja.
Bien, pues yo pensaba lo mismo, pero la única manera de que salga el problema ( he estado intentando varias ñapas para que saliera el resultado )es restar las cargas, no sé por qué, pero es así. No le veo la lógica. Me desespera no entenderlo la verdad. Bueno se agradecen comentarios y explicaciones sobre esta resta de cargas.
Gracias.

Posted: 02 Apr 2005, 11:28
by Visitante2
Vale, creo que lo he entendido. Es que no había leído bien esto:
se conectan uno con el otro con las placas positivas de cada uno conectada a la placa negativa del otro.
.
Lo que te dije es en el caso en que se conecten con las patas de mismos signos. Tenemos dos condensadores en paralelo. Elegimos arbitrariamente una de las patas que tengo otencial 0. Esto no es más que elegir una referencia de potencial, es poner la tierra donde queramos. Entonces está claro que en el otro lado un condensador tiene una carga positiva y la ootra negativa, ya que para eso están cruzados. Se Parte de la carga netativa se cancelará con la positiva, de ahí que se resten.
El resto del problema es como antes.
Si no te aclaras (sé que mi explicación es una mierda) si eso luego pongo un dibujo con la disposición de las cargas. :?

Posted: 02 Apr 2005, 16:43
by plimsouls
perdona, pero no me aclaro con lo de que están cruzados. Yo entiendo que cuando dos condensadores se unen en serie, la placa negativa de uno se enlaza con la positiva del otro. Pero así no sale el problema, y lo de restar las cargas sigo sin entenderlo. Podrías ser un poco más explícito además con lo de la tierra ( todavía no he llegado a ningún punto en el temario que me expliquen lo de enlazar a tierra y no entiendo nada). Muchas gracias por tu paciencia como siempre.

Posted: 23 Apr 2005, 20:01
by ontureño
Hola, más vale tarde que nunca ¿verdad? He hecho un dibujo que ahora no puedo subir, pero espero que pronto esté.

Este problema está bien, porque conceptualmente es bastante difícil. Si entiendes estre problema entiendes los condensadores.
Lo más importante en cuando a un condensador es que entiendas que entre sus extremos hay una diferencia de potencial dada por la famosa fórmula Q = C V . Pero es importante que entiendas que en realidad no es carga, sino exceso de ésta, y diferencia de voltaje, no voltaje. De esta manera la fórmula debería ser dQ = c dV donde la d significa incremento. El voltaje no es una magnitud en sí. En un circuito no importa el voltaje, sino las diferencias de voltaje. La ley de Ohm es en realidad dV = I R. El voltaje queda determinado cuando se establece arbitrariamente el voltaje de un punto a ser 0, por ejemplo. Entonces, mediante la ley de Ohm vamos calculando diferencias de voltaje y tenemos el voltaje en todos los puntos. Bueno, tendrás que leer esto varias veces para entenderlo.

Image


En cuanto al problema, si tenemos dos condensadores, sabemos el exceso de carga de cada uno de ellos. No tiene sentido a priori decir si el exceso es positivo o negativo, ni decir "el voltaje es 5 Voltios". Lo único que sabemos es que hay una diferencia entre las dos patas del condensador conocidas, estamos en la figura A, donde la flecha puede indicar el sentido del campo eléctrico y los colores significan pata positiva y negativa(me dá igual cuál sea cuál).
Ahora pasamos a conectar una de las patas de un condensador a un cable y convenimos en decir que está a 0 voltios. Como sabemos la diferencia de potencial del codensador, podemos sacar el voltaje V1, que es justo el dato que nos dan.
En la figura C conectamos la otra pata, que como está conectada al mismo cable sique estando a 0 voltios, y nuevamente calculamos V2 que es el otro voltaje.
Ahora viene el punto complicado. Como los condensadores están cruzados , en el extremo suelto de uno de ellos hay carga negativa, mientras que en el otro hay carga positiva. Esto es porque ambos están conectados a 0 en un lado, y como están cruzados uno de ellos tiene carga negativa (nuevamente me da igual cual de ellos sea, es irrelevante). Cuando los conectemos, parte de la carga de uno va a neutralizar la del otro, de manera que de ahí viene la resta de las cargas. Si tengo -5 y 7 por ejemplo, se va a cancelar parte y me va a quedar 2 positivas.
Bueno, el resto del problema es jauja. Podemos sacar la capacidad equivalente de dos condensadores en paralelo y como sabemos la carga, pocemos sacar la diferencia de potencial, pero como el condensador equivalente está conectado a 0, el voltaje en el extremo superior será justo la diferencia de voltaje.

PD: por favor, no tengas el menor reparo en preguntarme cualquier duda sobre la explicación. De hecho esto me viene a mí fenomenal para a mí mismo aprender más sobre cosas que se supone que ya debería saberlas, pero a veces no es así.

Posted: 24 Apr 2005, 05:34
by Visitante2
Hola.

Un condensador de 4uF cargado a 400V y un condensador de 6uF cargado a 600V se conectan uno con el otro con las placas positivas de cada uno conectada a la placa negativa del otro.

Ergo ,quiere decir que estan en serie.

Sabemos que las capacidades en serie de los condensadores son

1/CT=1/C1+1/C2

C1=4uf
C2=6uf
CT=Capacidad total

La carga total sera Qt

De donde Qt= CT x VT

VT es la diferencia de potencial total.

1/4+1/6=1/CT=2,40 uf

VT=V1+V2=400v+600v=1000v

Qt=2,40uF

Qt=2,40uF x 1000v=2400 cu

Qt=Q1=Q2.

C1=Q1/V1=2400/400v=6uF
C2=Q2/V2=2400/600v=4Uf

En serie las cargas son iguales , asi que en este caso seria 2400 cu para los dos condensadores y la diferencia de potencial la que te describen en el enunciado para cada condensador, asi que no entiendo la pregunta b)

Creo que el enunciado de la pregunta esta mal......y las capacidades de los condensadores con respecto a las tensiónes estan invertidas segun las formulas.....es decir a 4uF le corresponden 600v y a 6uF le corresponden 400v.

Posted: 24 Apr 2005, 11:17
by ontureño
Bueno, yo creo que sólo podría sacarnos de dudas el que ha escrito el problema, pero creo que la interpretación correcta es la mía. Porque mi resultado coincide con el del problema y porque como tú dices, tu interpretación no tiene sentido con el enunciado dado.