Condensatore. L'energia del condensatore caricato

Dal momento che l'inizio dello studio di energia elettrica per risolvere la questione della sua accumulazione e conservazione è stato solo nel 1745 Ewald Jurgen von Kleist e Pieter van Musschenbroek. Formatisi nel dispositivo olandese Leiden permesso di accumulare l'energia elettrica e utilizzarlo quando necessario.

Leyden jar – un prototipo condensatore. Il suo uso in esperimenti fisici ha promosso lo studio di energia elettrica è molto più avanti possibile creare un prototipo di una corrente elettrica.

Che cosa è un condensatore

Raccogliere la carica elettrica e di energia elettrica – lo scopo principale del condensatore. Tipicamente, un sistema di due conduttori isolati disposti il più vicino possibile l'una all'altra. Lo spazio tra i conduttori è riempito con un dielettrico. carica accumulata sui conduttori selezionati heteronymic. La struttura si trova cariche opposte si attraggono promuove una maggiore l'accumulo. Il dielettrico viene dato un duplice ruolo: maggiore è la costante dielettrica, maggiore è la capacità elettrica, spese non possono superare la barriera e neutralizzato.

capacità elettrica – la grandezza fisica di base che caratterizzano l'opportunità di accumulare una carica del condensatore. piastre guide chiamato campo elettrico concentra condensatore essi.

Energia carica del condensatore, sembra dipendere dalla sua capacità.

capacità elettrica

energia potenziale rende possibile applicare (una grande capacità elettrica) del condensatore. L'energia del condensatore caricato è utilizzato per applicare breve impulso di corrente se necessario.

Su quali valori dipendono dalla capacità elettrica? Il processo inizia con la carica del condensatore che collega i suoi elettrodi ai poli di un generatore di corrente. Accumulare una sola carica piastra (il cui valore q) è presa come carica sul condensatore. Il campo elettrico viene centrata tra gli elettrodi ha una differenza di potenziale U.

capacità elettrica (C) dipende dalla quantità di energia elettrica che viene concentrato su un conduttore e la tensione di campo: C = q / U.

Questo valore è misurato in F (farad).

La capacità della Terra intera non può essere confrontato con la capacità del condensatore, il cui valore è di circa il notebook. carica potente accumulata può essere utilizzato nell'arte.

Tuttavia, per salvare un numero illimitato di energia elettrica sulle piastre non è possibile. Quando la tensione aumenta a può verificare un valore massimo di ripartizione condensatore. Le piastre vengono neutralizzati, che può portare al danneggiamento del dispositivo. L'energia di un condensatore caricato in questo caso è del tutto nel suo calore.

La quantità di energia

Riscaldamento del condensatore è dovuta alla conversione di energia del campo elettrico verso l'interno. La capacità del condensatore per svolgere il lavoro sul movimento della carica indica la presenza di un adeguato apporto di energia elettrica. Per determinare quanto grande l'energia di un condensatore caricato, si consideri il processo di distensione. La quantità di carica U q tensione campo elettrico scorre da un piatto all'altro. Per definizione, un campo operativo è uguale al prodotto della differenza di potenziale attraverso la quantità di carica: A = qU. Questa relazione è valida soltanto per un valore di tensione costante, ma nel processo per scaricare le piastre del condensatore è una graduale diminuzione della sua zero. Per evitare discrepanze, prendiamo la sua media a U / 2.

capacità elettrica dalla formula ha: q = CU.

Quindi, l'energia di un condensatore carico può essere determinata secondo la formula:

W = ^{2/2 CU.}

Si vede che la sua grandezza è tanto maggiore quanto maggiore è la capacità elettrica e la tensione. Per rispondere alla domanda di che cosa è l'energia di un condensatore carico, si rivolgono a loro specie.

tipi di condensatori

Poiché l'energia del campo elettrico concentrato nel condensatore è direttamente correlata alla sua capacità e funzionamento condensatore dipende dalle loro caratteristiche strutturali, utilizzare diversi tipi di unità.

1. La forma delle piastre: piatta, cilindrica, sferica, ecc …
2. Dalla variazione di capacità: costante (la capacità non è cambiata), variabili (che modificano le proprietà fisiche, capacità cambiando), trimmer. variazione di capacità può essere effettuata variando la temperatura, meccanico o tensione elettrica. capacità elettrica delle piastre sintonizzazione condensatore cambia zona di cambio.
3. Secondo il tipo dielettrico: gas, liquido, solido dielettrico.
4. Secondo la media dielettrico: vetro, carta, mica, metallizzati, ceramiche, film sottili di varie composizioni.

A seconda del tipo di distinzione e altri condensatori. L'energia del condensatore caricato dipende dalle proprietà dielettriche. La quantità principale chiamata permettività. capacità elettrica è direttamente proporzionale ad essa.

condensatore a piastre

Consideriamo un semplice dispositivo per la raccolta di carica elettrica – un condensatore piatto. Questo è un sistema fisico costituito da due piastre parallele tra cui lo strato dielettrico.

piastre di modulo possono essere rettangolari e circolari. Se avete bisogno di ricevere una capacità variabile, il piatto è di solito a carico del modulo di mezze dischi. Rotazione di un elettrodo rispetto ad un'altra causa un cambiamento nella zona delle piastre.

Si assume che l'area di una piastra è S, la distanza tra le piastre rimessa uguale d, permittività filler – ε. capacità elettrica del sistema dipende solo dalla geometria del condensatore.

C = ₀ εε S / d.

L'energia del condensatore piatta

Vediamo che la capacità è direttamente proporzionale all'area totale di una piastra e inversamente proporzionale alla distanza tra essi. Il coefficiente di proporzionalità – elettrico costante ε _0. Aumentando la costante dielettrica del dielettrico aumenterà la capacità elettrica. Ridurre l'area delle piastre fornisce un condensatore trimmer. campo condensatore energia caricata elettrica dipende dai suoi parametri geometrici.

Stiamo usando una formula di calcolo: W = ^{2/2 CU.}

carica forma planare condensatore energia determinazione viene effettuata secondo la formula:

W = ₀ εε SU ² / (2d).

L'uso di condensatori

La capacità dei condensatori raccogliere progressivamente la carica elettrica abbastanza rapidamente per dare viene utilizzato in vari campi della tecnologia.

Composto con induttori possono creare circuiti risonanti, filtra il circuito di retroazione di corrente.

Torce, stordimento, in cui v'è praticamente istantanea condensatore capacità di scarica viene utilizzato per creare una corrente di impulso forte. condensatore carica avviene dalla sorgente di corrente costante. Stesso agisce come un elemento condensatore, rompe il circuito. nella direzione opposta attraverso la lampada a scarica è la piccola resistenza ohmica quasi istantaneamente. L'elettroshock questo elemento è il corpo umano.

Condensatore o batteria

La possibilità per un tempo lungo per mantenere la carica immagazzinata dà una grande opportunità di usarla come deposito supporto di memorizzazione o di energia. In radio, questa proprietà è ampiamente utilizzato.

Sostituire la batteria, purtroppo, il condensatore non è in grado di, perché ha una caratteristica di scarico. Accumulato la loro energia non supera qualche centinaio di joule. La batteria può memorizzare grandi fornitura di energia elettrica per un lungo tempo, e senza alcuna perdita.