Energija kondenzatorja in njegova kapacitivnost

Energija kondenzatorja in njegova kapacitivnost
Energija kondenzatorja in njegova kapacitivnost
Anonim

Če se dvema izoliranima prevodnikoma sporočita dva naboja, potem bo med njima tako imenovana potencialna razlika, ki je odvisna od velikosti teh nabojev in od geometrije prevodnikov. V primeru, da so naboji enaki po velikosti, vendar nasprotni po predznaku, lahko uvedete definicijo električne kapacitivnosti, iz katere lahko potem dobite tako stvar, kot je energija kondenzatorja. Električna kapacitivnost sistema, sestavljenega iz dveh prevodnikov, je razmerje med enim od nabojev in potencialno razliko med tema prevodnikoma.

energija kondenzatorja
energija kondenzatorja

Energija kondenzatorja je neposredno odvisna od kapacitivnosti. To razmerje je mogoče določiti z izračuni. Energija kondenzatorja (formula) bo predstavljena z verigo:

W=(CUU)/2=(qq)/(2C)=qU/2, kjer je W energija kondenzatorja, C kapacitivnost, U je potencialna razlika med dvema ploščama (napetost), q je vrednost naboja.

Vrednost električne kapacitivnosti je odvisna od velikosti in oblike danega prevodnika ter od dielektrika, ki te prevodnike ločuje. Sistem, v katerem je električno polje koncentrirano (lokalizirano) le na določenem območju, se imenuje kondenzator. Prevodniki, ki sestavljajo to napravo,se imenujejo pokrovi. To je najpreprostejša zasnova tako imenovanega ploščatega kondenzatorja.

formula energije kondenzatorja
formula energije kondenzatorja

Najenostavnejša naprava sta dve ravni plošči, ki imata sposobnost prevajanja električne energije. Te plošče so razporejene vzporedno na določeni (relativno majhni) razdalji ena od druge in so ločene s plastjo določenega dielektrika. Energija kondenzatorskega polja bo v tem primeru lokalizirana predvsem med ploščami. Vendar pa se v bližini robov plošč in v nekaterih okoliških prostorih še vedno pojavlja precej šibko sevanje. V literaturi se imenuje potepuško polje. V večini primerov je običajno, da ga zanemarimo in domnevamo, da se vsa energija kondenzatorja nahaja v celoti med ploščami. Toda v nekaterih primerih se še vedno upošteva (predvsem gre za primere uporabe mikrokapacitet ali, nasprotno, superkapacitet).

energija polja kondenzatorja
energija polja kondenzatorja

Električna kapacitivnost (torej energija kondenzatorja) je neposredno odvisna od plošč. Če pogledate formulo C \u003d E0S / d, kjer je C kapacitivnost, E0 je vrednost vrednosti takega parametra, kot je permitivnost (v tem primeru vakuum) in d je vrednost razdalje med ploščama, potem lahko sklepamo, da bo kapacitivnost takšnega ploščatega kondenzatorja obratno sorazmerna z vrednostjo razdalje med tema ploščama in neposredno sorazmerna z njihovo površino. Če je prostor med ploščami napolnjen z določenim dielektrikom, se bo energija kondenzatorja in njegova kapacitivnost povečala za E-krat (E vv tem primeru prepustnost).

Tako lahko zdaj izrazimo formulo potencialne energije, ki se nabira med ploščama (ploščema) kondenzatorja: W=qEd. Vendar pa je veliko lažje izraziti pojem "energija kondenzatorja" v smislu kapacitivnosti: W=(CUU)/2.

Formule za vzporedno in zaporedno povezavo ostanejo veljavne za poljubno število kondenzatorjev, povezanih v bateriji.

Priporočena: