Se usarmos um capacitor ideal para carregar outro capacitor ideal, minha intuição me diz que nenhum calor é gerado, uma vez que capacitores são apenas elementos de armazenamento. Não deve consumir energia.
Mas, para resolver essa questão, usei duas equações (conservação de carga e tensão igual para os dois capacitores em equilíbrio) para descobrir que a energia havia realmente sido perdida.
Qual é o mecanismo pelo qual o calor é perdido neste caso? É a energia necessária para aproximar as cargas de C1? É energia gasta para acelerar as cobranças, para fazê-la se mover? Estou certo ao afirmar que não é gerado "calor"?
Notei que a energia perdida é igual à armazenada na capacitância da série "equivalente" se for carregada em . Existe algum raciocínio para que seja assim?
Respostas:
O problema com esses exemplos teóricos reside no fato de que a corrente é assumida infinita por 0 segundos . Substituindo isso de forma grosseira na lei de conservação:
Como a carga é conservada, a suposição de corrente infinita no tempo zero está errada.
Então, a resposta é: não pode ser definido
fonte
Quando as massas colidem de maneira inelástica, o momento é conservado, mas a energia precisa ser perdida. É o mesmo com o paradoxo de dois capacitores; a carga é sempre conservada, mas a energia é perdida no calor e nas ondas EM. Nosso modelo esquemático do circuito simples não é suficiente para mostrar os mecanismos mais sutis em ação, como a resistência à interconexão.
Pode-se dizer que uma colisão elástica é equivalente à adição de indutores em série nos fios. Em algum lugar entre os dois existe a realidade - as conexões são compostas de resistores e indutores; o fato de que nosso esquema não os mostre é apenas uma fraqueza de nossa imaginação.
fonte
Normalmente, os fios e os interruptores têm alguma resistência. Como a corrente flui através dos fios, o calor é produzido.
Se você carregar um capacitor "ideal", onde a carga e a tensão forem proporcionais, 50% da energia será convertida em calor.
No entanto, se você tiver capacitores "reais", em que a carga e a tensão não são exatamente proporcionais (até onde eu sei, esse é o caso dos DLCs), a porcentagem de energia que é convertida em calor NÃO é exatamente 50%.
Isso significa que a chave para sua observação está na equação dos capacitores (q ~ v) e não há explicação "intuitiva" que seja independente dessa equação.
(Se houvesse uma explicação independente da equação, a porcentagem também seria de 50% para capacitores "reais".)
fonte
Eu tenho que ir com "A pergunta é inválida".
Parece que o problema foi editado de um problema anterior para uma pergunta diferente.
As "respostas" têm todas unidades de Q ^ 2 * C / C ^ 2 ou Q / C.
Faz 40 anos para mim desde que eu tive essa aula de EE, mas não é Voltage? Como você responde a uma pergunta "dissipada pelo calor" com unidades de tensão?
fonte
2
fonte