¿Fluye un electrón a través de un condensador o solo carga la placa?

Answer 1

Lo único eléctrico que pasa de una placa a otra de un condensador que funciona correctamente es un campo eléctrico. Sin el campo eléctrico, un condensador sería solo otro circuito abierto. Si se usa un voltaje lo suficientemente alto en un condensador que atraviesa electrones, el condensador se destruye efectivamente. Es solo parte de un cable después de eso. Lo que hace posible poner cantidades significativas de carga en cada placa es el área efectiva grande de una placa y la cercanía de las dos placas. El área proporciona espacio para que los cargos se extiendan para minimizar los efectos de la repulsión mutua de los cargos del mismo signo. La cercanía proporciona atracción de cargas opuestas en las dos placas cercanas.

En un circuito de CC, un condensador funciona mediante la eliminación de algunos electrones en una placa y la adición de electrones en la otra placa. Los electrones se mueven a través del cable conectado a las placas, y esto es impulsado por una batería o una fuente de alimentación de CC. A medida que se mueven más y más electrones, se hace cada vez más difícil mover más, y la carga máxima que se puede colocar en cada placa se alcanza con el tiempo.

Una vez “cargado” de esta manera, un condensador almacena energía en el campo eléctrico entre las placas, y esta energía puede usarse luego de muchas maneras diferentes a medida que el condensador se descarga.

Con una fuente de alimentación de CA, un condensador experimenta reversiones periódicas de las cargas en cada placa. Desarrollé una demostración de que esta inversión de carga ocurre sin carga entre las placas. La siguiente demostración se ha utilizado en talleres para profesores de ciencias en las reuniones de la División de Física de Plasma de la American Physical Society.

Se hace un condensador crudo colocando papel de aluminio sobre dos discos de cartón de 8 a 10 pulgadas de diámetro. Las chinchetas de metal están contra la lámina con los puntos que sobresalen del exterior del condensador de lámina. Los discos cubiertos con papel de aluminio se colocan a una pulgada de distancia y se orientan con sus planos verticales en ranuras hechas en una caja de zapatos.

A continuación, el punto de una bobina de Tesla se mueve cerca de uno de los puntos de tachuela, pero sin tocarlo. Un cable a tierra se mueve hacia el punto de la otra tachuela. A medida que la punta de la bobina Tesla y la punta del cable de tierra se acercan más y más a las tachuelas, se formarán chispas en ambos lados, ¡pero no se verá chispa entre los discos! Los campos eléctricos que se invierten rápidamente atraviesan la brecha, pero no se carga.

Answer 2

Los electrones no fluyen a través de un condensador. Se acumulan (como electrones de la banda de conducción) en la placa negativa y se agotan en la placa positiva. Este proceso continúa mientras se aplica el voltaje y se reduce a medida que la carga eléctrica entre las placas se acerca al voltaje aplicado.

Cuando el voltaje se invierte, el proceso se invierte. En la mayoría de los condensadores (los electrolíticos son una excepción) no hay diferencia eléctrica entre las dos placas.

Debido a que la carga eléctrica se opone al voltaje aplicado, se puede visualizar como un resorte comprimido. De hecho, la matemática es la misma que la compresión de resorte, excepto por los diferentes tipos de pérdidas de energía propias de resortes y condensadores.

Answer 3

Los electrones fluyen hacia (o lejos de) las placas. Pero los electrones adicionales en una placa crean un campo electrostático que llega a los electrones en las placas vecinas y los empuja. Por lo tanto, actúa temporalmente como un flujo de corriente, pero ese efecto decae (asintóticamente) hasta un flujo de cero. En otras palabras, hay un pico de corriente que cae a cero, y no hay flujo continuo de corriente en el tiempo. Pero se acumula un cargo adicional en las placas y permanece allí hasta que se libera.

Answer 4

Los electrones no fluyen realmente a través del condensador a menos que (como dijo Taran Bali) el voltaje sea tan alto que alcance el voltaje de ruptura para el espacio entre las placas.

Sin embargo, puede ser útil imaginarlos fluyendo, ya que una carga negativa en un lado aleja los electrones del otro lado. Por lo tanto, el extraño ve electrones entrando por un lado y saliendo por el otro. A altas frecuencias, el condensador tiene un efecto menor en el circuito y puede tratarse como un circuito cerrado. Del mismo modo, a bajas frecuencias (o cero Hz), puede tratarse como un circuito abierto.