Ang enerhiya ng kapasitor at ang kapasidad nito

Ang enerhiya ng kapasitor at ang kapasidad nito
Ang enerhiya ng kapasitor at ang kapasidad nito
Anonim

Kung ang dalawang singil ay ipinaalam sa dalawang nakahiwalay na konduktor, sa pagitan ng mga ito ay magkakaroon ng tinatawag na potensyal na pagkakaiba, na nakadepende sa laki ng mga singil na ito at sa geometry ng mga konduktor. Sa kaganapan na ang mga singil ay pareho sa magnitude, ngunit kabaligtaran sa sign, maaari mong ipakilala ang kahulugan ng electrical capacitance, kung saan maaari kang makakuha ng isang bagay bilang enerhiya ng isang kapasitor. Ang electrical capacitance ng isang system na binubuo ng dalawang konduktor ay ang ratio ng isa sa mga singil sa potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng mga konduktor na ito.

enerhiya ng kapasitor
enerhiya ng kapasitor

Ang enerhiya ng isang kapasitor ay direktang nakasalalay sa kapasidad. Ang ratio na ito ay maaaring matukoy gamit ang mga kalkulasyon. Ang enerhiya ng capacitor (formula) ay kakatawanin ng chain:

W=(CUU)/2=(qq)/(2C)=qU/2, kung saan ang W ay ang enerhiya ng capacitor, C ay ang capacitance, U ay ang potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng dalawang plates (boltahe), ang q ay ang halaga ng singil.

Ang halaga ng electrical capacitance ay depende sa laki at hugis ng ibinigay na konduktor at sa dielectric na naghihiwalay sa mga konduktor na ito. Ang isang sistema kung saan ang electric field ay puro (localized) lamang sa isang partikular na lugar ay tinatawag na capacitor. Ang mga conductor na bumubuo sa device na ito,ay tinatawag na mga pabalat. Ito ang pinakasimpleng disenyo ng tinatawag na flat capacitor.

formula ng enerhiya ng kapasitor
formula ng enerhiya ng kapasitor

Ang pinakasimpleng device ay dalawang flat plate na may kakayahang mag-conduct ng kuryente. Ang mga plate na ito ay nakaayos nang magkatulad sa isang tiyak (medyo maliit) na distansya mula sa isa't isa at pinaghihiwalay ng isang layer ng isang tiyak na dielectric. Ang enerhiya ng field ng kapasitor sa kasong ito ay mai-localize pangunahin sa pagitan ng mga plato. Gayunpaman, malapit sa mga gilid ng mga plato at sa ilang nakapalibot na espasyo, medyo mahina pa rin ang radiation. Tinatawag itong ligaw na larangan sa panitikan. Sa karamihan ng mga kaso, kaugalian na pabayaan ito at ipalagay na ang lahat ng enerhiya ng kapasitor ay ganap na matatagpuan sa pagitan ng mga plato. Ngunit sa ilang mga kaso, ito ay isinasaalang-alang pa rin (pangunahin ang mga ito ay mga kaso ng paggamit ng mga microcapacities o, kabaligtaran, supercapacities).

lakas ng patlang ng kapasitor
lakas ng patlang ng kapasitor

Electrical capacitance (kaya ang enerhiya ng capacitor) ay direktang nakadepende sa mga plate. Kung titingnan mo ang formula C \u003d E0S / d, kung saan ang C ay ang kapasidad, ang E0 ay ang halaga ng halaga ng naturang parameter bilang permittivity (sa kasong ito, vacuum) at d ay ang halaga ng distansya sa pagitan ng mga plato, pagkatapos ay maaari nating tapusin na ang kapasidad ng naturang flat capacitor ay magiging inversely proportional sa halaga ng distansya sa pagitan ng mga plate na ito at direktang proporsyonal sa kanilang lugar. Kung ang puwang sa pagitan ng mga plato ay puno ng ilang partikular na dielectric, kung gayon ang enerhiya ng kapasitor at ang kapasidad nito ay tataas ng E beses (E sasa kasong ito, ang permittivity).

Kaya, ngayon ay maaari nating ipahayag ang formula ng potensyal na enerhiya na naipon sa pagitan ng dalawang plates (plates) ng capacitor: W=qEd. Gayunpaman, mas madaling ipahayag ang konsepto ng "capacitor energy" sa mga tuntunin ng capacitance: W=(CUU)/2.

Ang mga formula para sa parallel at series na koneksyon ay nananatiling totoo para sa anumang bilang ng mga capacitor na nakakonekta sa isang baterya.

Inirerekumendang: