Kondensatory i przepływ prądu w nich

[Niepokonana]

Dzień dobry

Proszę o pomoc z zadaniem, bo nie ogarniam, jakie tu zjawisko zachodzi i co się dzieje. Domyślam się, że same obliczenia są dosyć proste, ale no ja tych kondensatorów za bardzo nie rozumiem. Znam wzór na pojemność kondensatora. I ten z przenikalnością, i ten z ilorazem ładunku z napięciem. Ale co tu się tak właściwie dzieje?
Dwa szeregowo połączone kondensatory o pojemnościach : \(\displaystyle{ C_1= 2 μF}\) oraz \(\displaystyle{ C_2= 6μF}\) podłączono
do stałego napięcia \(\displaystyle{ U=240V}\).
Jakie napięcie występuje między okładkami kondensatora \(\displaystyle{ C_1}\)
Jakie napięcie występuje między okładkami kondensatora \(\displaystyle{ C_2 }\)?
Jaki jest ładunek?

[pkrwczn]

Jeśli jedna strona kondensatora \(\displaystyle{ C_1}\) ma ładunek \(\displaystyle{ Q_1}\) to druga strona ma ładunek \(\displaystyle{ -Q_1}\), tak jest ze wszystkimi kondensatorami. Ladunki na kondensatorze \(\displaystyle{ C_2}\) wynoszą odpowienio \(\displaystyle{ Q_2}\) i \(\displaystyle{ -Q_2}\). Gdyby \(\displaystyle{ Q_1 \neq Q_2}\) to przewodnik, który łączy kondensator \(\displaystyle{ C_1}\) z kondensatorem \(\displaystyle{ C_2}\) nie byłby neutralny a musi być, ponieważ ładunek nie może przeskoczyć przez dielektryk więc ładunki są równe \(\displaystyle{ Q_1 = Q_2=Q}\).

Z definicji pojemności \(\displaystyle{ C_i= \frac{Q_i}{V_i}}\), czyli spadki napięcia \(\displaystyle{ V_1=\frac{Q}{C_1}}\) oraz \(\displaystyle{ V_2=\frac{Q}{C_2}}\). Suma tych spadków napięć równa jest przyłożonemu napięciu \(\displaystyle{ U=V_1+V_2=\frac{Q}{C_1}+\frac{Q}{C_2}=Q\frac{C_1+C_2}{C_1C_2}}\).

Ładunek więc wynosi \(\displaystyle{ Q=U\frac{C_1C_2}{C_1+C_2}}\) i jest jednakowy dla obu kondensatorów, a napięcia \(\displaystyle{ V_1=U\frac{C_2}{C_1+C_2} \ }\) i \(\displaystyle{ \ V_2=U\frac{C_1}{C_1+C_2}}\).

[Niepokonana]

Aaa ok rozumiem, jeszcze jedno pytanie. Co by się stało, gdyby nagle ktoś odłączył napięcie? Prąd by został, czy by zniknął całkowicie?

[pkrwczn]

Typowe kondensatory ładują się bardzo szybko kiedy są podłączone do napięcia. Odłączenie napięcia nie zmienia napięć na kondensatorach ani ładunków i teoretycznie mogą w takim stanie istnieć na zawsze. Podłączenie kondensatorów do jakiegoś oporu natomiast je rozładuje. Naładowany kondensator działa wtedy jak bateria ale bardzo szybko się rozładuje.

[Mondo]

Aaa ok rozumiem, jeszcze jedno pytanie. Co by się stało, gdyby nagle ktoś odłączył napięcie? Prąd by został, czy by zniknął całkowicie?

Żeby prąd płynął to musi mieć do tego obwód w tym przypadku mamy jedynie układ ładujący więc po jego odłączeniu żaden prąd już nie płynie.