Kondensatora enerģija un tā kapacitāte

Kondensatora enerģija un tā kapacitāte
Kondensatora enerģija un tā kapacitāte
Anonim

Ja divi lādiņi tiek paziņoti diviem izolētiem vadītājiem, tad starp tiem būs tā sauktā potenciāla atšķirība, kas ir atkarīga no šo lādiņu lieluma un vadītāju ģeometrijas. Gadījumā, ja lādiņi ir vienādi pēc lieluma, bet pretēji zīmei, varat ieviest elektriskās kapacitātes definīciju, no kuras pēc tam var iegūt tādu lietu kā kondensatora enerģija. Sistēmas elektriskā kapacitāte, kas sastāv no diviem vadītājiem, ir viena lādiņa attiecība pret potenciālo starpību starp šiem vadītājiem.

kondensatora enerģija
kondensatora enerģija

Kondensatora enerģija ir tieši atkarīga no kapacitātes. Šo attiecību var noteikt, izmantojot aprēķinus. Kondensatora enerģija (formula) tiks attēlota ar ķēdi:

W=(CUU)/2=(qq)/(2C)=qU/2, kur W ir kondensatora enerģija, C ir kapacitāte, U ir potenciālu starpība starp divām plāksnēm (spriegums), q ir lādiņa vērtība.

Elektriskās kapacitātes vērtība ir atkarīga no dotā vadītāja izmēra un formas, kā arī no dielektriķa, kas atdala šos vadītājus. Sistēmu, kurā elektriskais lauks ir koncentrēts (lokalizēts) tikai noteiktā apgabalā, sauc par kondensatoru. Vadītāji, kas veido šo ierīci,tiek saukti par vākiem. Šis ir tā sauktā plakanā kondensatora vienkāršākais dizains.

kondensatora enerģijas formula
kondensatora enerģijas formula

Vienkāršākā ierīce ir divas plakanas plāksnes, kurām ir spēja vadīt elektrību. Šīs plāksnes ir izvietotas paralēli noteiktā (salīdzinoši nelielā) attālumā viena no otras un ir atdalītas ar noteikta dielektriķa slāni. Kondensatora lauka enerģija šajā gadījumā tiks lokalizēta galvenokārt starp plāksnēm. Tomēr netālu no plākšņu malām un dažās apkārtējās telpās joprojām rodas diezgan vājš starojums. Literatūrā to sauc par klaiņojošu lauku. Vairumā gadījumu ir ierasts to atstāt novārtā un pieņemt, ka visa kondensatora enerģija pilnībā atrodas starp plāksnēm. Bet dažos gadījumos tas joprojām tiek ņemts vērā (galvenokārt tie ir mikrokapacitātes vai, gluži otrādi, superkapacitātes izmantošanas gadījumi).

kondensatora lauka enerģija
kondensatora lauka enerģija

Elektriskā kapacitāte (tātad kondensatora enerģija) ir tieši atkarīga no plāksnēm. Ja paskatās uz formulu C \u003d E0S / d, kur C ir kapacitāte, E0 ir tāda parametra vērtības kā caurlaidība (šajā gadījumā vakuums) un d ir attāluma vērtība. starp plāksnēm, tad varam secināt, ka šāda plakana kondensatora kapacitāte būs apgriezti proporcionāla attāluma vērtībai starp šīm plāksnēm un tieši proporcionāla to laukumam. Ja telpu starp plāksnēm piepilda ar kādu konkrētu dielektriķi, tad kondensatora enerģija un tā kapacitāte palielināsies par E reizes (E inšajā gadījumā caurlaidība).

Tādējādi tagad varam izteikt formulu potenciālajai enerģijai, kas uzkrājas starp divām kondensatora plāksnēm (plāksnēm): W=qEd. Tomēr jēdzienu "kondensatora enerģija" ir daudz vieglāk izteikt kapacitātes izteiksmē: W=(CUU)/2.

Paralēla un virknes savienojuma formulas paliek spēkā jebkuram akumulatorā pievienoto kondensatoru skaitam.

Ieteicams: