¿Un condensador cargado pesa más que un condensador descargado?

Esta es una pregunta muy complicada que ilustra por qué los experimentos de precisión requieren tanto tiempo. Primero, como han dicho otros, no se agregan ni eliminan electrones del sistema. Entonces no hay cambio de masa desde aquí

Segundo, como otros también han dicho, la energía en el capacitor es [matemática] CV ^ 2/2, [/ matemática] donde [matemática] C [/ matemática] es la capacitancia y [matemática] V [/ matemática] el voltaje , y esto corresponde a un aumento de masa de [matemáticas] CV ^ 2 / 2c ^ 2 [/ matemáticas], donde [matemáticas] c [/ matemáticas] es la velocidad de la luz. Para un ultracondensador (4000F, 2.5V, con un peso de 0.77 kg), eso es un aumento de masa [matemática] 1.4 \ veces 10 ^ {- 13} [/ matemática] kg, lo cual es casi seguro insignificante.

Esa fue la parte fácil.

Ahora para lo real: cuando se carga un condensador, el campo eléctrico empuja las placas del condensador juntas. Es probable que exprima algo de gas residual de allí, reduciendo la masa en una cantidad que no puedo predecir.

Los cables se calentarán por el flujo de corriente (en una cantidad minúscula, pero eso es con lo que tenemos que lidiar aquí), lo que podría hacer que se evapore algo de suciedad en la superficie del cable, reduciendo la masa. O el alambre caliente comienza a oxidarse, agregando masa. Podrías evitar eso usando alambres de metal noble.

Cuando la corriente fluye a través del cable para cargar, causará un campo magnético que podría atraer algo de polvo de hierro de los alrededores.

Entonces, si tuviera que apostar, diría que la masa cambia en una pequeña cantidad que depende exactamente de cómo se lleva a cabo el experimento.

Muy buena pregunta Si las cargas están equilibradas, en otras palabras, se agregaron tantos electrones a un lado como se sacaron del otro para que no haya carga neta, entonces, por supuesto, los electrones no contribuirán a un cambio de peso.

Sin embargo, el sistema contiene más energía. Entonces … creo que podría pesar más.

Sin embargo, la energía es igual a la masa por la velocidad de la luz al cuadrado, cambie eso y la masa es igual a la energía dividida por la velocidad de la luz al cuadrado. La velocidad de la luz al cuadrado es un número muy grande.

Así que creo que sería difícil medir una diferencia de peso real incluso con instrumentos de laboratorio sensibles. Nunca lo medirás con ninguna escala disponible para nosotros todos los días.

Sí, pesa más a medida que el electrón queda atrapado en él para cargarlo.

La energía es C * V / 2, por lo que un condensador de 1000 uF 25V almacenaría 0,31 J de energía. Eso resulta ser aproximadamente 3.4 x 10g.

Un faradio es 1 coulomb por voltio. Para obtener algunos límites, suponga que los electrones se agregan / eliminan de una sola placa, mientras que la otra permanece sin cambios. Eso significa que se agregarían / ​​eliminarían 25 mC de electrones, una masa de 1.4 x 10 ^ -15 g.

Entonces todo se reduce a la proporción de electrones perdidos / ganados de las placas. Si esto está muy cerca de 1, la ganancia relativista es más importante. Si la placa negativa gana más electrones que los positivos, el condensador gana masa.

Y sorprendentemente , si la placa positiva pierde más electrones que los negativos, el capacitor pierde masa.

Otro resultado interesante. La masa total de electrones aumenta con el voltaje, pero la energía aumenta con el cuadrado del voltaje. Entonces, con alto voltaje y baja capacitancia, relativamente se vuelve cada vez más influyente.

Si. Cuando carga el condensador, agrega electrones a una placa y los elimina de la otra, por lo que la cantidad de masa debida a los electrones no cambia. Sin embargo, un capacitor cargado contiene energía potencial eléctrica ([matemática] U = \ frac {q ^ 2} {2C} [/ matemática]) y esa energía potencial contribuye a su masa. Para condensadores típicos, este efecto es insignificante.

Para un condensador grande de 1 Farad cargado a 12V, la energía potencial almacenada en el condensador = 0.5 * C * V ^ 2 = 72 Julios. Usando masa = 72 / c ^ 2,

ganancia de masa = 0.8 femto kg

La diferencia de masa es estrictamente de la diferencia de energía ya que el número de electrones es el mismo para los condensadores cargados o descargados.

Según mis hallazgos y experimentos, hay pérdida de peso pero masa constante, pero solo con condensadores electrolíticos.

62,49 julios por mg de reducción de peso, no de masa.

Realízate experimentos comparte por favor

No, el número total de electrones permanece igual, ya que solo cambian de lado y su potencial eléctrico contra la Tierra se mantiene igual a cero, puede hacer esta pregunta para una cúpula / esfera Van der Graaf que recibe cargas que generan millones de voltios con respecto a la Tierra , aún así, el cambio será muy bajo ya que esos voltajes se alcanzan con una carga del orden de microcoulomb (alrededor de 10 ^ 12 electrones) y cada electrón tiene una masa en reposo del orden de 10 ^ -30 Kgs, entonces el aumento de peso será estar en el orden de 10 ^ -18 Kgs.

No. Hay algunos electrones adicionales en una placa que pesarán una cantidad minúscula, pero en promedio y casi exactamente la misma cantidad de electrones faltará en la otra placa.

No, cargar un condensador no cambia su peso. Agregar un electrón a la placa negativa se corresponde con la eliminación de un electrón de la placa positiva. La carga general permanece neutral y no se gana ni se pierde peso.

Lo mismo es cierto para agregar datos a un chip de memoria. Los estados de la lógica pueden cambiar, y la carga puede almacenarse en condensadores pequeños o en pozos cuánticos, pero la carga se elimina, generalmente del sustrato, de modo que el chip permanezca equilibrado y sin cambios de peso.

Un condensador cargado tiene más masa debido a la energía almacenada, pero el peso es un efecto gravitacional. ¿Se ha hecho algún experimento para ver si esa masa adicional se ve afectada por la gravedad?

Creo que ambos pesan lo mismo porque la carga neta permanece conservada.