¿Cómo se rompe la condición de tener la misma carga a ambos lados de un condensador?

Answer 1

Ningún condensador es perfecto. Un condensador ideal tiene resistencia cero, pero debido a las imperfecciones del material, siempre habrá una ligera resistencia.

El diseño del condensador tiene esto en cuenta, y un condensador que tiene un valor particular de reactancia, solo funciona en un rango de frecuencia particular.

Reactancia:
En términos simples, la reactancia es propiedad de un condensador, para oponerse a la corriente alterna.

Si la frecuencia alcanza un valor que es demasiado alto, la reactancia se vuelve muy insignificante (cercana a cero). La reactancia capacitiva viene dada por,

Como puede ver, es inversamente proporcional a la frecuencia.

Por lo tanto, a frecuencias demasiado altas, cuando la reactancia se vuelve demasiado baja, el condensador actúa como un cable en cortocircuito.

En términos de lo que está sucediendo, en lugar de solo mirar la fórmula, imagine que las cargas oscilan tan rápido que la salida de CA se ve igual que la entrada de CA. Hay un retraso insignificante entre la carga y la descarga , como si el capacitor no estuviera presente en absoluto.

Answer 2

La carga no está en cada lado sino entre las placas de cada lado. Debido a que un lado está conectado a tierra, siempre estará a potencial de tierra, y el otro lado siempre estará al voltaje al que lo está conduciendo. Si mide la corriente que fluye, verá que aumenta cada vez más con la frecuencia a medida que la reactancia (Xc) del condensador (1 / 2Pi.fC) disminuye.

Como has insinuado, entran en juego otros efectos, y estos se pueden modelar con una R y una L en serie con C. A medida que la frecuencia continúa aumentando, la R puede dominar Xc, por lo que la corriente alcanza un máximo antes (con incluso más frecuencias) la reactancia inductiva (XL = 2.Pi.fL) se hace cargo haciendo que la corriente baje nuevamente. Esta es una simplificación, pero espero que entiendas la idea.

El valor real de R es causado por muchas cosas, pero estoy seguro de que parte de esto es la velocidad a la que puede cargar la dialéctica (el material entre las placas del condensador). Tal vez un físico pueda aclarar exactamente lo que sucede, pero supongo que son muchos los efectos causados ​​por los campos eléctricos y magnéticos y las energías que hacen que los electrones fluyan entre las placas. Para responder a la pregunta sobre la carga, la carga que obtendrá será la del C ideal en el modelo RLC (la carga Q = 0.5Cvv – v es cuadrada pero no tengo superíndice en el iPad). Este v es el voltaje instantáneo de la forma de onda de CA, por lo que, dependiendo de la hora a la que apague la señal de CA, se quedará con una carga particular en el condensador.

Answer 3

Esta no es una respuesta completa, sino una sugerencia de por dónde empezar.

Sugeriría modelar esto no como un solo condensador de placa paralela. En cambio, mírelo como dos placas individuales con una capacidad inherente y una resistividad del cable que lo conecta a la fuente de alimentación. Luego puede modelar la carga de cada placa individualmente.