Onde está a enerxía do campo eléctrico do condensador

Concedidos a si mesmos, as dúas cargas eléctricas do mesmo nome non queren ter nada en común entre si. Eles voan o máis rápido posible. Así, se as partículas están obrigadas a moverse cara ao outro (e isto sucede, por exemplo, na acumulación dunha carga), resístense de todas as formas posibles e, para aumentar a densidade de concentración das cargas no condutor, debe gastarse certa enerxía.

No estado estático esta enerxía non se usa e perdeu irreversiblemente. Almacenase en forma de campo eléctrico, unha especie de tensión no espazo entre as partículas cargadas, ata que a concentración de carga diminúe e volven gañar a capacidade de moverse libremente.

Neste caso, os cargos utilizan a enerxía almacenada do campo eléctrico para adquirir aceleración no seu camiño.

O condensador é un compoñente dun circuíto eléctrico especialmente deseñado para almacenar un campo eléctrico.

A enerxía do campo eléctrico do condensador é a base do seu uso en numerosos dispositivos eléctricos e electrónicos.

A lóxica simple suxire que un condensador cargado coa tensión V requirirá a joules QV de enerxía para chegar a un novo estado, e esta cantidade é só a enerxía do campo eléctrico do condensador, almacenada nela e listo para o seu uso.

Desafortunadamente, o sentido común aquí misfires. Se se sente ben despois de beber unha cunca de cervexa, isto non significa que se sentirá exactamente o dobre do bo despois de tomar o segundo.

En realidade, a medida que se achegan os cargos, resístense máis e máis violentamente. Obviamente, aquí estamos ante un proceso non lineal.

Vexamos como a enerxía do campo eléctrico dun condensador determínase sobre a base dun experimento simple.

Sábese que a corrente defínese como a velocidade coa que se move a carga. Polo tanto, se un condensador está conectado a unha fonte de corrente estabilizada, a carga Q acumúlase sobre as placas a un ritmo constante.

Supoña que levamos un condensador sen carga e conéctalo a unha fonte de alimentación que proporciona unha carga constante de corrente I.

A tensión do condensador comeza desde cero e aumenta de forma lineal ata que o condensador está completamente cargada. Despois diso, detén. Chamamos a este valor a tensión máxima V.

A tensión media do condensador no proceso de carga é (V / 2), ea potencia media, respectivamente, é I (V / 2). O condensador foi cargado nun tempo de segundos T, de xeito que a enerxía do campo eléctrico do condensador, almacenada no proceso de carga, é igual a TI (V / 2).

W = 1 / 2QV = 1 / 2CV

Malia a existencia dun gran número de tamaños estándar, a construción dun condensador non difiere nunha variedade especial.

A maioría deles consisten en dúas placas paralelas separadas por un dieléctrico. Ás veces, para aforrar espazo, este bocadillo é rodado nun tubo como un rolo. E nalgúns casos teñen varias capas, de certa forma conectadas entre si.

O cálculo da capacitancia dun condensador composto por dúas placas metálicas, con dimensións físicas coñecidas, non adoita presentar un problema, así como o cálculo da capacitancia resultante da serie ou a conexión paralela dos condensadores.