Descarga de um lado de um capacitor?
O que estou perguntando é se é possível descarregar um lado de um capacitor. Eu encontrei uma pergunta sobre isso, mas também achei as respostas um pouco incertas ou questionáveis. Imagino que, se o fizesse, seria necessário colocar energia nele, porque você removeria a carga de um lado do capacitor e criaria energia potencial elétrica. Isso poderia ser feito se você conectasse as extremidades positiva e negativa de uma bateria ao lado negativo e positivo de dois capacitores? Isso poderia causar a falha dos capacitores?
Eu acho que você está perguntando "E se eu começasse com um capacitor onde havia 10201020 excesso de elétrons na placa negativa que foram movidos para lá da placa positiva (que agora tem 10201020 poucos elétrons) e então decidiu remover o excesso 10201020 elétrons [magicamente] para que a placa negativa fique neutra enquanto o lado positivo ainda esteja ausente 10201020? elétrons que foram anteriormente removidas" é que sobre isso?
A carga "on" em um capacitor é metade da diferença de carga entre as duas placas. "Descarregar um lado" soa como uma maneira ingênua de dizer "descarregar até o meio".
Muito engraçado, mas já tenho uma boa resposta.
Oof. É como a pergunta: "Onde consigo um ímã com apenas um pólo?" e faz com que eu me preocupe o consulente está olhando em energia livre ...
É fisicamente possível que haja mais elétrons de um lado de um capacitor sem que haja um número correspondente de orifícios (ausências de elétrons) do outro lado. De fato, sua configuração proposta de dois capacitores e uma bateria faria isso - mas em uma quantidade muito, muito pequena - aproximadamente a mesma quantidade que se você cortasse um único capacitor ao meio e separe as placas para os mesmos locais e depois conecte a bateria
Esse efeito, que se aplica a qualquer condutor, não apenas às placas do capacitor, é chamado de capacitância , em oposição à capacitância mútua . É definido da mesma maneira que capacitância,
- mas é imensamente menor para um determinado tamanho físico. A quantidade de carga de 1,5 volts - ou 9 volts ou 240 volts - pode ser introduzida em um capacitor tão pequeno que causa um efeito insignificante em circuitos típicos - não nos preocupamos em pensar nisso.
(Também é verdade que existe uma certa quantidade de capacitância (mútua) entre as extremidades desconectadas dos dois capacitores. Cada par de condutores é um capacitor, mas geralmente são ruins com pequena área e grande separação de placas! capacitância e capacitância mútua contribuem para quanta carga você pode colocar em um condutor para uma determinada tensão.)
Em sistemas eletrostáticos , trabalhando com kilovolts e acima, os efeitos da auto-capacitância podem se tornar significativos. Se você atravessar um tapete e tocar em um IC do CMOS, destruindo-o, qual foi a fonte imediata de energia na descarga? Era seu corpo tendo uma carga líquida positiva ou negativa. A carga oposta foi deixada para trás no tapete. A auto-capacitância é a razão entre a quantidade de carga transportada e a tensão entre você e o tapete. (De onde veio a grande tensão? Separando as "placas". De onde veio a transferência inicial de carga? O efeito triboelétrico. )
Um exemplo físico de um capacitor de "apenas um lado carregado" é um gerador eletrostático Van de Graaff. A esfera no topo é um prato; todo o ambiente, incluindo a Terra (assumindo que o gerador esteja aterrado, como normalmente seria), é o outro, mas a Terra é muito maior que o desequilíbrio de carga é insignificante para ele, mas muito significativo para a esfera.
Isso faz sentido. Se você quisesse maximizar a carga de um lado, gostaria de usar um capacitor com a maior tensão possível?
@ Tom Sim, se a tensão máxima for atingida, o dielétrico falha e o outro lado do capacitor também fica carregado.
A carga em um capacitor é definida pela diferença de tensão entre as duas placas, a geometria das placas e as propriedades químicas do dielétrico.
Ou seja ... a carga está entre as placas, através do dielétrico, não nas placas.
Você precisa entender que é a presença ou ausência de elétrons em uma placa que afasta ou atrai elétrons na outra placa. Você não pode mudar um sem alterar o outro.
Como tal, o conceito de remover a carga de uma placa está incorreto.
Se você remover elétrons do lado negativo do capacitor, a tensão nas placas cairá, assim como a carga em todo o capacitor, não apenas naquele lado do capacitor.
De fato, a única maneira de remover os elétrons é alterar a tensão aplicada no capacitor. Então nós apenas fizemos um círculo legal. É claro que isso é o que fazemos o tempo todo quando descarregamos um capacitor, aplicamos zero volts nele.
Existe uma maneira de você conseguir o que sugere e usar placas reais em uma configuração de capacitor. Carregue-os e desconecte-os da fonte e depois separe as placas. As duas placas ainda estarão "carregadas". Você pode então descarregar um deles no chão e depois colocá-lo novamente. Você teria um capacitor desequilibrado. É claro que, assim que você ligasse tudo, ele tentaria se reequilibrar imediatamente.
Eu vejo. Ainda assim, se você removesse elétrons do lado com carga negativa, você não acabaria efetivamente com uma placa / superfície neutra nesse lado e uma placa com carga positiva no outro lado? (Para um capacitor de placa paralela).
@TOM. Não, você precisa entender que é a presença ou ausência de elétrons em uma placa que afasta ou atrai elétrons na outra placa. Você não pode mudar um sem alterar o outro.
— 21417 Trevor_G #
"se você removeu elétrons do lado carregado negativamente ..." Como exatamente você propõe isso? O capacitor geral deve permanecer eletricamente neutro. E se você conseguiu isso, o que você estaria fazendo é carregar positivamente o capacitor como um todo em relação ao resto do universo (ou onde quer que você escolha colocar os elétrons que você removeu).
@DaveTweed é o seguinte no parágrafo .. #
Trevor, sua resposta é um pouco ondulada demais para mim. Quando você começa a mover as placas uma em relação à outra, está trabalhando no sistema, que apenas turva as águas.
A descarga do capacitor é um processo de redução da carga armazenada no capacitor. Isso será uma operação relativa do componente em si e não algo que você fará com apenas um condutor do capacitor.