Kondensatoriaus energija ir jo talpa

Kondensatoriaus energija ir jo talpa
Kondensatoriaus energija ir jo talpa
Anonim

Jei du įkrovimai perduodami dviem izoliuotiems laidininkams, tarp jų bus vadinamasis potencialų skirtumas, kuris priklauso nuo šių krūvių dydžio ir nuo laidininkų geometrijos. Tuo atveju, jei įkrovimai yra vienodo dydžio, bet priešingi pagal ženklą, galite įvesti elektrinės talpos apibrėžimą, iš kurio galite gauti tokį dalyką kaip kondensatoriaus energija. Sistemos, susidedančios iš dviejų laidininkų, elektrinė talpa yra vieno iš krūvių ir potencialų skirtumo tarp šių laidininkų santykis.

kondensatoriaus energija
kondensatoriaus energija

Kondensatoriaus energija tiesiogiai priklauso nuo talpos. Šį santykį galima nustatyti naudojant skaičiavimus. Kondensatoriaus energija (formulė) bus pavaizduota grandinėje:

W=(CUU)/2=(qq)/(2C)=qU/2, kur W yra kondensatoriaus energija, C yra talpa, U yra potencialų skirtumas tarp dviejų plokščių (įtampa), q yra krūvio vertė.

Elektrinės talpos vertė priklauso nuo nurodyto laidininko dydžio ir formos bei nuo šiuos laidus skiriančio dielektriko. Sistema, kurioje elektrinis laukas sutelktas (lokalizuotas) tik tam tikroje srityje, vadinama kondensatoriumi. Laidininkai, sudarantys šį įrenginį,vadinami viršeliais. Tai paprasčiausias vadinamojo plokščiojo kondensatoriaus dizainas.

kondensatoriaus energijos formulė
kondensatoriaus energijos formulė

Paprasčiausias prietaisas yra dvi plokščios plokštės, kurios gali pravesti elektrą. Šios plokštės yra išdėstytos lygiagrečiai tam tikru (santykinai nedideliu) atstumu viena nuo kitos ir yra atskirtos tam tikro dielektriko sluoksniu. Kondensatoriaus lauko energija šiuo atveju bus lokalizuota daugiausia tarp plokščių. Tačiau šalia plokščių kraštų ir kai kuriose aplinkinėse erdvėse vis dar atsiranda gana silpna spinduliuotė. Literatūroje jis vadinamas paklydimo lauku. Daugeliu atvejų įprasta to nepaisyti ir manyti, kad visa kondensatoriaus energija yra visiškai tarp plokščių. Tačiau kai kuriais atvejais į tai vis tiek atsižvelgiama (daugiausia tai yra mikropajėgumų panaudojimo atvejai arba, atvirkščiai, superpajėgumai).

kondensatoriaus lauko energija
kondensatoriaus lauko energija

Elektrinė talpa (taigi ir kondensatoriaus energija) tiesiogiai priklauso nuo plokščių. Jei pažvelgsite į formulę C \u003d E0S / d, kur C yra talpa, E0 yra tokio parametro vertės kaip laidumas (šiuo atveju vakuumas), o d yra atstumo reikšmė tarp plokščių, tada galime daryti išvadą, kad tokio plokščio kondensatoriaus talpa bus atvirkščiai proporcinga atstumo tarp šių plokščių vertei ir tiesiogiai proporcinga jų plotui. Jei tarpas tarp plokščių bus užpildytas kokiu nors specifiniu dielektriku, tai kondensatoriaus energija ir jo talpa padidės E kartų (E inšiuo atveju laidumas).

Taigi dabar galime išreikšti potencialios energijos, kuri kaupiasi tarp dviejų kondensatoriaus plokštelių (plokštelių), formulę: W=qEd. Tačiau „kondensatoriaus energijos“sąvoką išreikšti talpa yra daug lengviau: W=(CUU)/2.

Lygiagrečio ir nuoseklaus prijungimo formulės galioja bet kokiam skaičiui kondensatorių, prijungtų prie baterijos.

Rekomenduojamas: