Enseñanza

 

How to get mechanical work from a capacitor and a couple of batteries

 

E.N. Miranda*

 

Área de Ciencias Exactas, CRICYT, 5500-Mendoza, Argentina, Facultad de Ingeniería, Universidad de Mendoza, 5500-Mendoza, Argentina y Departamento de Física, Unidad Nacional de San Luis, 5700-San Luis, Argentina. * E-mail: emiranda@lab.cricyt.edu.ar

 

Recibido el 6 de junio de 2006;
aceptado el 7 de agosto de 2006

 

Abstract

The work done by a parallel plate capacitor is evaluated when the plate separation is changed. Two cases are considered: 1) when the capacitor has a constant charge; 2) when the capacitor is at constant voltage. The net work is calculated when the device follows a closed cycle in the charge-voltage space. For certain conditions a net mechanical work can be obtained from the cycling capacitor. The analysis is simple enough to be explained in a general physics course.

Keywords: Electrical engine; capacitor.

 

Resumen

Se ha evaluado el trabajo realizado por un capacitor plano cuando se cambia la separación entre las placas. Se consideran dos casos: 1) el capacitor tiene carga constante; 2) el capacitor está a potencial constante. Se calcula el trabajo neto cuando el dispositivo realiza un ciclo cerrado en el espacio de carga-voltaje. Bajo ciertas condiciones, se puede obtener trabajo mecánico neto del capacitor. El análisis es lo suficientemente simple como para ser explicado en un curso de física general.

Descriptores: Máquina eléctrica; capacitor.

 

PACS: 41.20; 84.32; 84.50

 

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References

1. J.R. Reitz, F.J. Milford, and R.W. Christy, Introduction to Electromagnetic Theory (Addison-Wesley, 1992).         [ Links ]

2. E. Purcell, Electricity and Magnetism, Berkely Physics Course (McGraw-Hill, 1970) Vol. II.         [ Links ]

3. D. Halliday, R. Resnick, and J. Walker, Fundamentals of Physics (Wiley, 2004).         [ Links ]

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