Die energie van die kapasitor en sy kapasitansie

Die energie van die kapasitor en sy kapasitansie
Die energie van die kapasitor en sy kapasitansie
Anonim

As twee ladings aan twee geïsoleerde geleiers gekommunikeer word, sal daar tussen hulle 'n sogenaamde potensiaalverskil wees, wat afhang van die grootte van hierdie ladings en van die geometrie van die geleiers. In die geval dat die ladings dieselfde in grootte is, maar teenoorgestelde in teken, kan jy die definisie van elektriese kapasitansie instel, waaruit jy dan iets soos die energie van 'n kapasitor kan kry. Die elektriese kapasitansie van 'n stelsel wat uit twee geleiers bestaan is die verhouding van een van die ladings tot die potensiaalverskil tussen hierdie geleiers.

kapasitor energie
kapasitor energie

Die energie van 'n kapasitor hang direk af van die kapasitansie. Hierdie verhouding kan met behulp van berekeninge bepaal word. Die energie van die kapasitor (formule) sal deur die ketting voorgestel word:

W=(CUU)/2=(qq)/(2C)=qU/2, waar W die energie van die kapasitor is, C die kapasitansie is, U is die potensiaalverskil tussen twee plate (spanning), q is die waarde van die lading.

Die waarde van die elektriese kapasitansie hang af van die grootte en vorm van die gegewe geleier en van die diëlektrikum wat hierdie geleiers skei. 'n Stelsel waarin die elektriese veld slegs in 'n sekere area gekonsentreer (gelokaliseer) is, word 'n kapasitor genoem. Die geleiers waaruit hierdie toestel bestaan,word deksels genoem. Dit is die eenvoudigste ontwerp van die sogenaamde plat kapasitor.

kapasitor energie formule
kapasitor energie formule

Die eenvoudigste toestel is twee plat plate wat die vermoë het om elektrisiteit te gelei. Hierdie plate is in parallel gerangskik op 'n sekere (relatief klein) afstand van mekaar en word geskei deur 'n laag van 'n sekere diëlektrikum. Die energie van die kapasitorveld sal in hierdie geval hoofsaaklik tussen die plate gelokaliseer word. Naby die kante van die plate en in sommige omliggende ruimtes kom egter nogal swak straling voor. Dit word in die literatuur die dwaalveld genoem. In die meeste gevalle is dit gebruiklik om dit te verwaarloos en te aanvaar dat al die energie van die kapasitor heeltemal tussen die plate geleë is. Maar in sommige gevalle word dit steeds in ag geneem (hoofsaaklik is dit gevalle van die gebruik van mikrokapasiteite of, omgekeerd, superkapasiteite).

kapasitor veld energie
kapasitor veld energie

Elektriese kapasitansie (dus die energie van die kapasitor) is direk afhanklik van die plate. As jy kyk na die formule C \u003d E0S / d, waar C die kapasitansie is, E0 is die waarde van die waarde van so 'n parameter soos die permittiwiteit (in hierdie geval, vakuum) en d is die waarde van die afstand tussen die plate, dan kan ons aflei dat die kapasitansie van so 'n plat kapasitor omgekeerd eweredig sal wees aan die waarde van die afstand tussen hierdie plate en direk eweredig aan hul oppervlakte. As die spasie tussen die plate gevul is met een of ander spesifieke diëlektrikum, sal die energie van die kapasitor en sy kapasitansie met E keer toeneem (E inin hierdie geval, die permittiwiteit).

Dus, nou kan ons die formule uitdruk van die potensiële energie wat ophoop tussen die twee plate (plate) van die kapasitor: W=qEd. Dit is egter baie makliker om die konsep van "kapasitorenergie" in terme van kapasitansie uit te druk: W=(CUU)/2.

Die formules vir parallelle en serieverbinding bly waar vir enige aantal kapasitors wat in 'n battery gekoppel is.

Aanbeveel: