Palikti savieigai, du to paties pavadinimo elektros krūviai nenori nieko bendra vienas su kitu. Jie skrenda taip greitai, kaip gali. Taigi, jei dalelės priverstos judėti viena link kitos (o tai atsitinka, pavyzdžiui, kaupiant krūvį), jos tam priešinasi visais įmanomais būdais, o norėdamos padidinti krūvio koncentracijos tankį laidininke, tam tikra energija. turi būti išleista.
Statinėje būsenoje ši energija nenaudojama ir negrįžtamai prarandama. Jis saugomas kaip elektrinis laukas – tam tikra įtampa erdvėje tarp įkrautų dalelių – tol, kol krūvių koncentracija sumažėja, ir jos atgauna galimybę laisvai judėti.
Šiuo atveju krūviams naudojama sukaupta elektros energijalauką, kad pasiektų pagreitį.
Kondensatorius yra elektros grandinės komponentas, specialiai sukurtas saugoti elektrinį lauką.
Kondensatoriaus elektrinio lauko energija yra jo naudojimo daugelyje elektros ir elektroninių prietaisų pagrindas.
Paprasta logika rodo, kad kondensatoriui, įkrautam iki V įtampos, reikės QV džaulių energijos, kad pasiektų naują būseną, ir ši vertė yra būtent kondensatoriaus elektrinio lauko energija, saugoma jame ir paruošta naudoti. naudokite.
Deja, sveikas protas čia žlunga. Tai, kad jautiesi gerai išgėręs alaus, nereiškia, kad išgėręs antrąjį jausitės lygiai dvigubai geriau.
Tiesą sakant, artėjant k altinimams, jie tam priešinasi vis įnirtingiau. Akivaizdu, kad čia kalbame apie nelinijinį procesą.
Pažiūrėkime, kaip remiantis paprastu eksperimentu nustatoma kondensatoriaus elektrinio lauko energija.
Žinoma, kad srovė apibrėžiama kaip įkrovos judėjimo greitis. Todėl, jei kondensatorių prijungsite prie stabilizuotos srovės š altinio, įkrova Q kaupsis ant plokštelių pastoviu greičiu.
Tarkime, paimame neįkrautą kondensatorių ir prijungiame jį prie maitinimo š altinio, užtikrinančio nuolatinę įkrovimo srovę I.
Kondensatoriaus įtampa prasideda nuo nulio ir didėjatiesiškai, kol kondensatorius bus visiškai įkrautas. Po to sustoja. Pavadinkime šią reikšmę maksimalia įtampa V.
Vidutinė kondensatoriaus įtampa kraunant yra (V/2), o vidutinė galia atitinkamai yra I(V/2). Kondensatorius buvo įkrautas per laiką T sekundės, todėl įkrovimo procese sukaupta kondensatoriaus elektrinio lauko energija yra TI (V/2).
W=1/2QV=1/2CV
Nepaisant didelio dydžių skaičiaus, kondensatoriaus įtaisas nėra labai įvairus.
Dauguma jų susideda iš dviejų lygiagrečių plokščių, atskirtų dielektriku. Kartais, taupant vietą, šis sumuštinis susukamas kaip vyniotinis. Ir kai kuriais atvejais jie turi kelis sluoksnius, sujungtus tam tikru būdu.
Apskaičiuoti kondensatoriaus, susidedančio iš dviejų metalinių plokščių, kurių fiziniai matmenys žinomi, talpą paprastai nėra sunku, taip pat apskaičiuoti gaunamą talpą, kai kondensatoriai jungiami nuosekliai arba lygiagrečiai.
