Condensador. A enerxía do capacitor cargado

Desde o inicio do estudo da electricidade para resolver a cuestión da súa acumulación e preservación foi só en 1745 Ewald Jurgen von Kleist e Pieter van Musschenbroek. Formada en orixe holandesa Leiden permitido acumular enerxía eléctrica e usalo cando sexa necesario.

botella de Leyden - un capacitor prototipo. O seu uso en experimentos físicos promoveu o estudo da electricidade é moi por diante pode crear un prototipo dunha corrente eléctrica.

¿Que é un capacitor

Toma a carga eléctrica e electricidade - O obxectivo principal do capacitor. Tipicamente, un sistema de dous condutores illados dispostos o máis próximo posible uns dos outros. O espazo entre os condutores está cheo cun dieléctrico. carga acumulada en condutores seleccionados heteronômicas. A propiedade é cargas opostas se atraen promove maior a súa acumulación. O dieléctrico é xa un dobre papel: canto maior sexa a constante dieléctrica, máis capacidade eléctrica, as cargas non pode superar a barreira e neutralizada.

capacidade eléctrica - a cantidade física básica caracterizar a oportunidade de acumular unha carga do condensador. Guías de placas chamados campo eléctrico céntrase capacitor entre as mesmas.

Enerxía cobra capacitor, parece depender da súa capacidade.

capacidade eléctrica

potencial de enerxía fai que sexa posible aplicar (unha gran capacidade eléctrica) do capacitor. A enerxía do capacitor cargado se usa para aplicar pulso de corrente curta, se é necesario.

En que os valores dependen da capacidade eléctrica? O proceso iníciase coa condensador de carga que une os seus electrodos para os polos dunha fonte de corrente. Acumular-se nunha placa de carga (o valor do cal q) é tomado como a carga do condensador. O campo eléctrico está centrado entre os electrodos ten unha diferenza de potencial U.

capacitancia eléctrica (C) depende da cantidade de enerxía eléctrica que concéntrase nun condutor ea tensión de campo: C = Q / U.

Este valor é medida en F (farads).

A capacidade de toda a terra non pode ser comparada coa capacidade do condensador, cuxo valor é aproximadamente o portátil. poderosa carga acumulada pode ser usado na arte.

Con todo, para salvar un número ilimitado de enerxía eléctrica nas placas non é posible. Cando a tensión aumenta ata un máximo de reparto condensador pode ocorrer. Os sinais son neutralizados, o que pode levar a danos do dispositivo. A enerxía dun capacitor cargado neste caso é enteiramente no seu calor.

A cantidade de enerxía

Quecemento do capacitor é debido á conversión da enerxía do campo eléctrico no interior. A capacidade do condensador para realizar o traballo no movemento da carga indica a presenza dun fornezo adecuado de enerxía eléctrica. Para determinar o quão grande a enerxía dun capacitor cargado, considerada o proceso de distensión. O campo eléctrico de tensión U cantidade carga q flúe dunha placa para a outra. Por definición, un campo de operación é igual ao produto da diferenza de potencial entre a cantidade de carga: A = Qu. Esta relación é válida só para un valor de tensión constante, pero no proceso para descargar os sinais do condensador é un descenso gradual na súa cero. Evita discrepancias, tomamos a súa media de U / 2.

capacidade eléctrica a partir da fórmula tense: Q = CU.

Así, a enerxía dun condensador cargado pode ser determinada de acordo coa fórmula:

W = CU ^2/2.

Vemos que a súa magnitude é maior canto maior sexa a capacidade eléctrica e tensión. Para responder á cuestión do que é a enerxía dun capacitor cargado, Xire á súa especie.

tipo de capacitores

Porque a enerxía do campo eléctrico no condensador concentrado é directamente relacionada coa súa capacidade e funcionamento condensador depende das súas características estruturais, usar diferentes tipos de unidades.

1. A forma das placas: plana, cilíndrica, esférica, etc ...
2. A partir do cambio na capacidade: constante (a capacidade non cambia), variables (que se modifican as propiedades físicas, alterando a capacidade), aparar. cambio de capacidade pode ser realizada alterando a temperatura, mecánica ou tensión eléctrica. capacitancia eléctrica das tarxetas de condensadores de sintonização modifica a área de cambio.
3. Segundo o tipo dieléctrico: gas, líquido, dieléctrico sólido.
4. Segundo a media dieléctrica: vidro, papel, mica, metalizados, de cerámica, películas finos de diferentes composicións.

En función do tipo de distinción e outros capacitores. A enerxía do capacitor cargado depende das propiedades dieléctrica. A principal cantidade chamada permisividade. capacitancia eléctrica é directamente proporcional a el.

condensador de placa

Imos considerar un simple dispositivo de recollida de carga eléctrica - un condensador plana. Este é un sistema físico que consiste en dúas placas paralelas entre as que a capa dieléctrica.

placas de formulario pode ser rectangular, e circular. Se precisa recibir unha capacidade variable, a tarxeta é normalmente cobra para a forma de medias-discos. A rotación dun electrodo en relación á outra fai que un cambio na área das placas.

Nós asumimos que a área dunha tarxeta é S, a distancia entre os sinais de tomar igual d, permisividade recheo - ε. capacidade eléctrica do sistema depende só da xeometría do capacitor.

C = εε ₀ S / A.

A enerxía do capacitor plana

Vemos que a capacidade é directamente proporcional á superficie total dunha placa e inversamente proporcional á distancia entre os mesmos. O coeficiente de proporcionalidade - eléctrica ε constante _0. O aumento da constante dieléctrica do dieléctrico aumentará a capacidade eléctrica. A redución da área das placas ofrece un aparador de condensadores. campo de enerxía cobra capacitor eléctrico depende dos seus parámetros xeométricos.

Estamos a usar unha fórmula de cálculo: W = CU ^2/2.

forma planar condensador cargado enerxía determinación realízase de acordo coa fórmula:

W = εε ₀ SU ² / (2D).

O uso de capacitores

A capacidade dos condensadores de recoller gradualmente a carga eléctrica de xeito rápido o suficiente para darlle é utilizado en varios campos da tecnoloxía.

Composto con indutores pode crear circuítos ressonantes, filtra o circuíto de retorno actual.

Lanternas, atordoamento, no cal non hai practicamente instantánea condensador de capacidade de descarga se usa para crear unha corrente de impulso forte. capacitor de carga ocorre desde a fonte de corrente constante. En si funciona como un elemento capacitor, interrompe o circuíto. na dirección oposta a través da lámpada a descarga é pequena resistencia ôhmica case instantaneamente. O electrochoque este elemento é o corpo humano.

Condensador ou batería

A capacidade de un longo tempo para manter a carga almacenada dá unha grande oportunidade para usalo como un almacenamento de medios de almacenamento ou de enerxía. Na radio, esta propiedade é amplamente utilizado.

Substituír a batería, por desgraza, o capacitor non é capaz de, porque ten unha característica de descarga. Acumulado súa enerxía non supere algúns centenares de xulios. A batería pode almacenar gran subministración de enerxía eléctrica por un longo tempo, e con practicamente ningunha perda.