Energia kondensatora i jego pojemność

Energia kondensatora i jego pojemność
Energia kondensatora i jego pojemność
Anonim

Jeżeli dwa ładunki są przesyłane do dwóch izolowanych przewodników, to między nimi pojawi się tak zwana różnica potencjałów, która zależy od wielkości tych ładunków i geometrii przewodników. W przypadku, gdy ładunki mają tę samą wielkość, ale przeciwny znak, można wprowadzić definicję pojemności elektrycznej, z której można uzyskać coś takiego jak energia kondensatora. Pojemność elektryczna układu składającego się z dwóch przewodów to stosunek jednego z ładunków do różnicy potencjałów między tymi przewodami.

energia kondensatora
energia kondensatora

Energia kondensatora zależy bezpośrednio od pojemności. Stosunek ten można określić za pomocą obliczeń. Energia kondensatora (wzór) będzie reprezentowana przez łańcuch:

W=(CUU)/2=(qq)/(2C)=qU/2, gdzie W to energia kondensatora, C to pojemność, U to różnica potencjałów między dwiema płytkami (napięcie), q to wartość ładunku.

Wartość pojemności elektrycznej zależy od rozmiaru i kształtu danego przewodnika oraz od dielektryka, który oddziela te przewodniki. Układ, w którym pole elektryczne jest skoncentrowane (zlokalizowane) tylko w określonym obszarze, nazywany jest kondensatorem. Przewodniki, które tworzą to urządzenie,nazywane są okładkami. Jest to najprostsza konstrukcja tzw. kondensatora płaskiego.

formuła energii kondensatora
formuła energii kondensatora

Najprostsze urządzenie to dwie płaskie płyty, które mają zdolność przewodzenia prądu. Płyty te są ułożone równolegle w pewnej (stosunkowo małej) odległości od siebie i są oddzielone warstwą określonego dielektryka. Energia pola kondensatora w tym przypadku będzie zlokalizowana głównie między płytami. Jednak w pobliżu krawędzi płyt iw niektórych otaczających przestrzeniach nadal powstaje raczej słabe promieniowanie. W literaturze nazywa się to polem zabłąkanym. W większości przypadków zwyczajowo to zaniedbuje się i zakłada, że cała energia kondensatora znajduje się całkowicie między płytami. Ale w niektórych przypadkach jest to nadal brane pod uwagę (głównie są to przypadki wykorzystania mikropojemności lub odwrotnie superpojemności).

energia pola kondensatora
energia pola kondensatora

Pojemność elektryczna (stąd energia kondensatora) jest bezpośrednio zależna od płytek. Jeśli spojrzysz na wzór C \u003d E0S / d, gdzie C jest pojemnością, E0 jest wartością wartości takiego parametru, jak przenikalność (w tym przypadku próżni), a d jest wartością odległości pomiędzy płytkami, to możemy wywnioskować, że pojemność takiego płaskiego kondensatora będzie odwrotnie proporcjonalna do wartości odległości między tymi płytkami i wprost proporcjonalna do ich powierzchni. Jeśli przestrzeń między płytami wypełniona jest jakimś określonym dielektrykiem, to energia kondensatora i jego pojemność wzrośnie o E razy (E ww tym przypadku przenikalność elektryczna).

Tak więc teraz możemy wyrazić wzór na energię potencjalną, która akumuluje się między dwiema płytkami (płytkami) kondensatora: W=qEd. Jednak znacznie łatwiej jest wyrazić pojęcie „energii kondensatora” w kategoriach pojemności: W=(CUU)/2.

Wzory na połączenie równoległe i szeregowe pozostają prawdziwe dla dowolnej liczby kondensatorów podłączonych do akumulatora.

Zalecana: