L'energia del condensador i la seva capacitat

L'energia del condensador i la seva capacitat
L'energia del condensador i la seva capacitat
Anonim

Si es comuniquen dues càrregues a dos conductors aïllats, entre ells hi haurà una anomenada diferència de potencial, que depèn de la magnitud d'aquestes càrregues i de la geometria dels conductors. En el cas que les càrregues siguin de la mateixa magnitud, però de signe oposat, podeu introduir la definició de capacitat elèctrica, de la qual podeu obtenir una cosa com l'energia d'un condensador. La capacitat elèctrica d'un sistema format per dos conductors és la relació entre una de les càrregues i la diferència de potencial entre aquests conductors.

energia del condensador
energia del condensador

L'energia d'un condensador depèn directament de la capacitat. Aquesta relació es pot determinar mitjançant càlculs. L'energia del condensador (fórmula) estarà representada per la cadena:

W=(CUU)/2=(qq)/(2C)=qU/2, on W és l'energia del condensador, C és la capacitat, U és la diferència de potencial entre dues plaques (tensió), q és el valor de la càrrega.

El valor de la capacitat elèctrica depèn de la mida i la forma del conductor donat i del dielèctric que separa aquests conductors. Un sistema en què el camp elèctric està concentrat (localitzat) només en una zona determinada s'anomena condensador. Els conductors que formen aquest dispositiu,s'anomenen cobertes. Aquest és el disseny més senzill de l'anomenat condensador pla.

fórmula d'energia del condensador
fórmula d'energia del condensador

El dispositiu més senzill són dues plaques planes que tenen la capacitat de conduir l'electricitat. Aquestes plaques estan disposades en paral·lel a una certa distància (relativament petita) les unes de les altres i estan separades per una capa d'un cert dielèctric. L'energia del camp del condensador en aquest cas es localitzarà principalment entre les plaques. Tanmateix, a prop de les vores de les plaques i en algun espai circumdant, encara sorgeix una radiació força feble. A la literatura s'anomena el camp perdut. En la majoria dels casos, és costum descuidar-lo i suposar que tota l'energia del condensador es troba completament entre les plaques. Però en alguns casos, encara es té en compte (principalment són casos d'ús de microcapacitats o, per contra, supercapacitats).

energia de camp del condensador
energia de camp del condensador

La capacitat elèctrica (per tant, l'energia del condensador) depèn directament de les plaques. Si observeu la fórmula C \u003d E0S / d, on C és la capacitat, E0 és el valor del valor d'un paràmetre com la permitivitat (en aquest cas, el buit) i d és el valor de la distància entre les plaques, podem concloure que la capacitat d'aquest condensador pla serà inversament proporcional al valor de la distància entre aquestes plaques i directament proporcional a la seva àrea. Si l'espai entre les plaques s'omple amb algun dielèctric específic, aleshores l'energia del condensador i la seva capacitat augmentaran E vegades (E enen aquest cas, la permitivitat).

Així, ara podem expressar la fórmula de l'energia potencial que s'acumula entre les dues plaques (plaques) del condensador: W=qEd. Tanmateix, és molt més fàcil expressar el concepte d'"energia del condensador" en termes de capacitat: W=(CUU)/2.

Les fórmules per a la connexió en paral·lel i en sèrie segueixen sent vàlides per a qualsevol nombre de condensadors connectats a una bateria.

Recomanat: