Energia condensatorului și capacitatea acestuia

Energia condensatorului și capacitatea acestuia
Energia condensatorului și capacitatea acestuia
Anonim

Dacă două sarcini sunt comunicate la doi conductori izolați, atunci între ei va exista o așa-numită diferență de potențial, care depinde de mărimea acestor sarcini și de geometria conductorilor. În cazul în care sarcinile sunt aceleași ca mărime, dar cu semn opus, puteți introduce definiția capacității electrice, de la care puteți obține apoi ceva precum energia unui condensator. Capacitatea electrică a unui sistem format din doi conductori este raportul dintre una dintre sarcini și diferența de potențial dintre acești conductori.

energia condensatorului
energia condensatorului

Energia unui condensator depinde direct de capacitate. Acest raport poate fi determinat folosind calcule. Energia condensatorului (formula) va fi reprezentată de lanțul:

W=(CUU)/2=(qq)/(2C)=qU/2, unde W este energia condensatorului, C este capacitatea, U este diferența de potențial dintre două plăci (tensiune), q este valoarea sarcinii.

Valoarea capacității electrice depinde de dimensiunea și forma conductorului dat și de dielectricul care separă acești conductori. Un sistem în care câmpul electric este concentrat (localizat) doar într-o anumită zonă se numește condensator. Conductorii care alcătuiesc acest dispozitiv,se numesc coperte. Acesta este cel mai simplu design al așa-numitului condensator plat.

formula energiei condensatorului
formula energiei condensatorului

Cel mai simplu dispozitiv sunt două plăci plate care au capacitatea de a conduce electricitatea. Aceste plăci sunt dispuse în paralel la o anumită distanță (relativ mică) unele de altele și sunt separate printr-un strat dintr-un anumit dielectric. Energia câmpului condensatorului în acest caz va fi localizată în principal între plăci. Cu toate acestea, în apropierea marginilor plăcilor și în spațiul înconjurător, există încă radiații destul de slabe. Se numește în literatură câmpul rătăcit. În cele mai multe cazuri, se obișnuiește să-l neglijezi și să presupunem că toată energia condensatorului este situată complet între plăci. Dar, în unele cazuri, este încă luat în considerare (în principal acestea sunt cazuri de utilizare a microcapacităților sau, dimpotrivă, supercapacităților).

energia câmpului condensatorului
energia câmpului condensatorului

Capacitatea electrică (deci energia condensatorului) depinde direct de plăci. Dacă te uiți la formula C \u003d E0S / d, unde C este capacitatea, E0 este valoarea valorii unui astfel de parametru precum permitivitatea (în acest caz, vid) și d este valoarea distanței între plăci, atunci putem concluziona că capacitatea unui astfel de condensator plat va fi invers proporțională cu valoarea distanței dintre aceste plăci și direct proporțională cu aria lor. Dacă spațiul dintre plăci este umplut cu un anumit dielectric, atunci energia condensatorului și capacitatea acestuia vor crește de E ori (E înîn acest caz, permisivitatea).

Astfel, acum putem exprima formula energiei potențiale care se acumulează între cele două plăci (plăci) ale condensatorului: W=qEd. Cu toate acestea, este mult mai ușor de exprimat conceptul de „energie a condensatorului” în termeni de capacitate: W=(CUU)/2.

Formulele pentru conectarea în paralel și în serie rămân valabile pentru orice număr de condensatori conectați într-o baterie.

Recomandat: