Los condensadores almacenan cargas. Esas cargas son electrones, pero todos los materiales tienen electrones. ¿Esto significa que todos los materiales almacenan un cargo?

Answer 1

‘Cargo’ es una entidad. Un electrón o un grupo de electrones puede constituir ‘carga’. Incluso un grupo de iones (átomos con diferencia en el número de protones y electrones) constituyen carga. Por lo tanto, por definición, todo ‘contiene carga’, pero no todos los materiales se denominan ‘Cargados eléctricamente’.

Considere esto: un resorte metálico contiene el mismo material cuando está simplemente en reposo o alargado y sujeto bajo tensión. Se necesita algo de energía para alargarlo y separarlo. Mientras lo mantenga bajo tensión, esta energía se almacena en ese resorte (energía potencial) y cuando la libero, se colapsa para regresar a su estado de energía más bajo en equilibrio, ejerciendo energía cinética.

Entonces, en reposo, la primavera es como un átomo neutro. Se podría decir que el resorte estaba ‘cargado’ (no eléctricamente) cuando lo sostuve bajo tensión, incluso cuando ninguno de sus componentes cambió. Entonces, ¿qué cambió y por qué está bien decir que la primavera está ’emocionada’ y ‘cargada’? La respuesta está en el estado de la energía. Estás almacenando energía en la primavera cuando la extiendes.

Lo mismo se aplica a una batería. Una batería nueva tendrá la misma cantidad de ‘carga’ que una batería completamente usada que ya no puede servir para ningún propósito. La diferencia es que, al igual que al usar energía mecánica y alargar el resorte, químicamente mantiene separados los iones negativos y positivos dentro de la batería. Como propiedad de las partículas iónicas y subatómicas, las cargas opuestas estarán listas para encontrarse, pero la construcción de la batería y la química interna no permitirán que se mezcle dentro de la batería. Entonces esta es una batería ‘cargada’ con energía química. Ahora, una vez que proporcione un camino externo a través de cables conductores, esta batería, al igual que un resorte alargado, intentará volverse neutral lanzando electrones al otro extremo hasta que se vuelva eléctricamente neutral. El mismo número de electrones que antes, pero ahora atómicamente neutro, y por lo tanto muerto con cero voltios. Así que pones un esfuerzo (es decir, usaste energía para mantener las cargas separadas dentro de la batería). Y luego utilizó este esfuerzo (energía) para luego encender bombillas u otros dispositivos. Entonces, si pones la energía entonces y la usas ahora, almacenaste energía , aunque por la separación de cargas.

Extienda el mismo concepto a los condensadores. Hay dos películas metálicas, cada una descargada en ausencia de cualquier fuente de alimentación eléctrica. Si lo suministra con CC, acumula cargas en cada placa, es decir , los electrones apresuran una placa (adquiriendo así una carga negativa neta) y, simultáneamente, la misma cantidad de electrones se agotan de la placa opuesta y adquieren una carga positiva neta, de modo que El contenido de carga neta del condensador en su conjunto es en realidad el mismo que era antes de ser suministrado con CC. (Recuerde, que no fluyeron electrones a través del dieléctrico, es solo la acumulación, el agotamiento que hace que la carga fluya en la placa 1 y fluya fuera de la placa 2 como reacción) La diferencia nuevamente es que la potencia de CC que suministra se usa para separar estos carga de una placa a otra, y esta energía se almacena mientras la diferencia de carga permanezca en cada una de estas placas.

Esta presencia estática de cargas eléctricas opuestas retiene la energía como una batería, pero tan pronto como la conecta a tierra, se descarga. Entonces, dentro del campo eléctrico, la energía se almacena. Por lo tanto, los condensadores hacen esto: permiten la acumulación de cargas eléctricas estáticas opuestas. Cuanto mayor es la capacitancia del capacitor, mayor es la energía que puede almacenarse para el mismo voltaje suministrado.

Answer 2

Eso es correcto, sin embargo, algunos materiales tienen propiedades que los hacen mucho mejores condensadores (y conductores / aislantes) que otros.

Los materiales que hacen buenos condensadores son normalmente muy buenos aislantes y se polarizan cuando están sujetos a un campo eléctrico externo. Esto permite que se produzca una gran densidad de flujo eléctrico dentro del material. Esta es la diferencia

Esto es como los materiales ferromagnéticos que alinean sus dominios magnéticos cuando están sujetos a un campo magnético externo que permite que existan densidades de flujo magnético muy grandes dentro de los materiales ferromagnéticos.

Answer 3

Todos los materiales tienen electrones, pero la mayoría de esos electrones no pueden escapar de los átomos debido a la atracción de los núcleos cargados positivamente, por lo que son inmóviles y no contribuyen a la conductividad eléctrica o la corriente.

Para materiales que no son condensadores, si aplica algo de corriente (es decir, cargas), digamos de alguna batería (conectando los terminales de la batería a través del material), entonces las cargas suministradas por la batería tampoco pasarán a través del material (si el material es un aislante) o simplemente pasarán (si es un buen conductor) pero las cargas no se almacenarán dentro del material.

Ahora toma dos placas de buen material conductor y empareda un aislante entre ellas, luego obtienes un condensador. Ahora, si conecta los terminales de la batería a las placas conductoras, el terminal positivo de la batería suministrará cargas positivas a una de las placas y el terminal negativo de la batería suministrará cargas negativas a otra placa y, dado que las cargas opuestas se atraen entre sí, intentarán fluir desde las placas conductoras hacia la otra, pero dado que tiene un aislante entre ellas, no pueden fluir, por lo que básicamente se almacenarán cargas positivas en una placa y carga negativa en otra placa.

Una cosa importante es que estas cargas almacenadas son suministradas por alguna fuente externa (como la batería), no son las cargas intrínsecas del material que tienen todos los materiales. Entonces, básicamente, la capacitancia es la propiedad para almacenar las cargas móviles externas suministradas.

Answer 4

Hay algunas suposiciones erróneas en esta pregunta. Echemos un vistazo a ellos uno a la vez.

1) Los condensadores almacenan los cargos (falso):
Esta es una idea falsa. Los condensadores no almacenan cargas eléctricas. Los condensadores almacenan energía en un campo eléctrico. Lea esta respuesta para obtener una explicación más descriptiva.

La respuesta de Harish Raman a ¿El condensador almacena carga o energía o ambas?

En resumen, la carga neta de un condensador, o una batería, siempre es cero.

2) Entonces, ¿qué es un condensador?
Un condensador no está hecho de ningún material complejo. Es solo un par de placas paralelas . Cuando las placas tienen un potencial entre ellas, se acumulan cargas iguales y opuestas en cualquiera de las placas, causando un campo eléctrico entre ellas.

Si una placa tiene electrones “X”, otra placa tiene átomos con carga positiva “X”. Los átomos con carga positiva se conocen como agujeros, y son solo átomos que han perdido electrones y tienen una carga positiva neta.

Un condensador no almacena carga. Almacena energía potencial, dentro de este campo eléctrico. Siempre habrá un número igual de agujeros y electrones en un condensador. Se puede decir que tiene un desequilibrio de carga, pero no una carga neta.

3) Los átomos tienen electrones y, por lo tanto, almacenan carga (falso):
Los átomos, por supuesto, tienen carga negativa (electrones), pero el resto del átomo tiene la misma cantidad de carga positiva (protones). La carga neta de cualquier átomo es nuevamente cero.

Answer 5

¿Quién dice que los cargos son solo electrones?
La carga puede ser generada por un electrón, protón y el desequilibrio entre electrón y protón (70% debido a esto).
¡Y si! Técnicamente tienes razón, todo almacena una carga y todo en el universo posee una capacitancia. Existe para todas las cosas, pero principalmente en una fracción insignificante.
¿Y qué es el condensador?
Es un elemento pasivo de almacenamiento de energía que almacena energía en una empresa de campo eléctrico (o voltaje).
Una cosa más interesante. Es un elemento de almacenamiento de voltaje analógico a diferencia de los registros de desplazamiento.

Answer 6

No, los condensadores almacenan un desequilibrio de carga con mayor precisión, no se cargan per se. Este desequilibrio da lugar a un campo eléctrico en el condensador. La energía que pones para cargarlos se almacena en ese campo eléctrico.

Los conductores, por ejemplo, no tienen (idealmente) ningún campo eléctrico dentro de ellos, porque las cargas migran sin esfuerzo e incluso hacia afuera. No son dieléctricos y no hacen condensadores, pero tienen muchos electrones.

Answer 7

Para comportarse como un condensador, debe tener dos placas conductoras separadas por un dieléctrico aislante. Algunas placas son mejores conductores que otras y algunas dieléctricas son mucho mejores que otras, pero esos son los requisitos mínimos.

Un bloque sólido de plata o un bloque sólido de plástico o un cubito de hielo no cumple con los requisitos mínimos. entonces no son condensadores.

Una nube (una placa conductora) sobre alguna atmósfera (un buen aislante) sobre la tierra (otra placa conductora): ahora hay un condensador. Cárguelo lo suficiente, el dieléctrico se descompondrá explosivamente y tendrá un rayo.

Answer 8

La materia está hecha de protones y electrones en números iguales, que tienen carga opuesta. Es como tener $ 1000 de deuda de tarjeta de crédito y $ 1000 en su cuenta de cheques; en realidad, no tiene dinero extra. Por lo tanto, los materiales normalmente no almacenan una carga. Pero puede crear electricidad estática, agregando una carga a un aislante, frotando su cabello con un suéter de lana, que toma algunos electrones de un material y lo deposita en otro.

Un condensador puede ser casi cualquier cosa (una esfera de metal, una lata de cerveza …), pero lo que funciona mejor son dos placas conductoras separadas por un espacio no conductor. Los diferentes tipos de condensadores se fabrican de manera diferente; algunos son básicamente dos capas de papel de aluminio con una película de plástico en medio envuelta en un rollo y sellada. La capacitancia es proporcional al área de las placas e inversamente proporcional al tamaño del espacio. Puedes encontrar fórmulas en línea. Cuando se carga, los electrones libres en el metal se extraen de una placa y se depositan en la otra. En proporción al número total de electrones en el material, muy pocos se mueven realmente.
Se puede utilizar otro material, por ejemplo, dentro de un circuito integrado, silicio dopado y no dopado para el conductor y el aislante.
Ver, por ejemplo, capacitor en wikipedia