Condensador. A energia do capacitor carregado

Desde o início do estudo da eletricidade para resolver a questão da sua acumulação e preservação foi somente em 1745 Ewald Jurgen von Kleist e Pieter van Musschenbroek. Formada em dispositivo holandesa Leiden permitido acumular energia elétrica e usá-lo quando necessário.

garrafa de Leyden – um capacitor protótipo. Seu uso em experimentos físicos promoveu o estudo da eletricidade é muito à frente possível criar um protótipo de uma corrente elétrica.

O que é um capacitor

Recolha a carga elétrica e eletricidade – o objetivo principal do capacitor. Tipicamente, um sistema de dois condutores isolados dispostos o mais próximo possível uns dos outros. O espaço entre os condutores está cheio com um dieléctrico. carga acumulada em condutores seleccionados heteronômicas. A propriedade é cargas opostas se atraem promove maior a sua acumulação. O dieléctrico é dado um duplo papel: quanto maior a constante dieléctrica, maior a capacitância eléctrica, as cargas não pode ultrapassar a barreira e neutralizada.

capacidade elétrica – a quantidade física básica caracterizar a oportunidade de acumular uma carga do capacitor. Guias de placas chamados campo elétrico se concentra capacitor entre as mesmas.

Energia cobrado capacitor, parece depender de sua capacidade.

capacidade elétrica

potencial de energia faz com que seja possível aplicar (uma grande capacitância elétrica) do capacitor. A energia do capacitor carregado é usado para aplicar pulso de corrente curta, se necessário.

Em que os valores dependem da capacidade elétrica? O processo inicia-se com o condensador de carga que liga os seus eléctrodos para os pólos de uma fonte de corrente. Acumular-se em uma placa de carga (o valor do qual q) é tomado como a carga do condensador. O campo eléctrico está centrado entre os eléctrodos tem uma diferença de potencial U.

capacitância eléctrica (C) depende da quantidade de energia eléctrica que está concentrada em um condutor e a tensão de campo: C = Q / U.

Este valor é medido em F (farads).

A capacidade de toda a Terra não pode ser comparada com a capacidade do condensador, cujo valor é aproximadamente o notebook. poderosa carga acumulada pode ser usado na arte.

No entanto, para salvar um número ilimitado de energia elétrica nas placas não é possível. Quando a tensão aumenta até um valor máximo de repartição condensador pode ocorrer. As placas são neutralizados, o que pode levar a danos do dispositivo. A energia de um capacitor carregado neste caso é inteiramente em seu calor.

A quantidade de energia

Aquecimento do capacitor é devido à conversão da energia do campo elétrico no interior. A capacidade do condensador para executar o trabalho no movimento da carga indica a presença de um fornecimento adequado de energia eléctrica. Para determinar o quão grande a energia de um capacitor carregado, considere o processo de distensão. O campo eléctrico de tensão U quantidade carga q flui de uma placa para a outra. Por definição, um campo de operação é igual ao produto da diferença de potencial entre a quantidade de carga: A = Qu. Esta relação é válida apenas para um valor de tensão constante, mas no processo para descarregar as placas do condensador é uma diminuição gradual na sua zero. Para evitar discrepâncias, tomamos sua média de U / 2.

capacidade eléctrica a partir da fórmula tem-se: Q = CU.

Assim, a energia de um condensador carregado pode ser determinada de acordo com a fórmula:

W = CU ^2/2.

Vemos que a sua magnitude é maior quanto maior for a capacidade elétrica e tensão. Para responder à questão do que é a energia de um capacitor carregado, vire à sua espécie.

tipos de capacitores

Porque a energia do campo eléctrico no condensador concentrado é directamente relacionada com a sua capacidade e funcionamento condensador depende das suas características estruturais, usar diferentes tipos de unidades.

1. A forma das placas: plana, cilíndrica, esférica, etc …
2. A partir da mudança na capacitância: constante (a capacidade não é alterado), variáveis (que altera as propriedades físicas, alterando a capacidade), aparar. mudança de capacitância pode ser realizada alterando a temperatura, mecânica ou tensão eléctrica. capacitância eléctrica das placas de condensadores de sintonização altera a área de mudança.
3. De acordo com o tipo dieléctrico: gás, líquido, dieléctrico sólido.
4. De acordo com a média dieléctrica: vidro, do papel, mica, metalizados, de cerâmica, filmes finos de diferentes composições.

Dependendo do tipo de distinção e outros capacitores. A energia do capacitor carregado depende das propriedades dielétricas. A principal quantidade chamada permissividade. capacitância elétrica é diretamente proporcional a ele.

condensador de placa

Vamos considerar um simples dispositivo de recolha de carga elétrica – um condensador plana. Este é um sistema físico que consiste em duas placas paralelas entre as quais a camada dieléctrica.

placas de formulário pode ser rectangular, e circular. Se você precisa receber uma capacidade variável, a placa é normalmente cobrada para a forma de meias-discos. A rotação de um eléctrodo em relação à outra faz com que uma mudança na área das placas.

Nós assumimos que a área de uma placa é S, a distância entre as placas de tomar igual d, permissividade enchimento – ε. capacidade elétrica do sistema depende apenas da geometria do capacitor.

C = εε ₀ S / d.

A energia do capacitor plana

Vemos que a capacitância é directamente proporcional à área total de uma placa e inversamente proporcional à distância entre os mesmos. O coeficiente de proporcionalidade – elétrica ε constante _0. O aumento da constante dieléctrica do dieléctrico vai aumentar a capacitância eléctrica. A redução da área das placas fornece um aparador de condensadores. campo de energia cobrada capacitor elétrico depende de seus parâmetros geométricos.

Estamos usando uma fórmula de cálculo: W = CU ^2/2.

forma planar condensador carregado energia determinação é realizada de acordo com a fórmula:

W = εε ₀ SU ² / (2d).

O uso de capacitores

A capacidade dos condensadores de recolher gradualmente a carga elétrica de forma rápida o suficiente para dar-lhe é utilizado em vários campos da tecnologia.

Composto com indutores pode criar circuitos ressonantes, filtra o circuito de retorno atual.

Lanternas, atordoamento, no qual não há praticamente instantânea condensador de capacidade de descarga é usado para criar uma corrente de impulso forte. capacitor de carregamento ocorre a partir da fonte de corrente constante. Em si funciona como um elemento capacitor, interrompe o circuito. na direção oposta através da lâmpada a descarga é pequena resistência ôhmica quase que instantaneamente. O electrochoque este elemento é o corpo humano.

Condensador ou bateria

A capacidade de um longo tempo para manter a carga armazenada dá uma grande oportunidade para usá-lo como um armazenamento de mídia de armazenamento ou de energia. No rádio, esta propriedade é amplamente utilizado.

Substituir a bateria, infelizmente, o capacitor não é capaz de, porque tem uma característica de descarga. Acumulado sua energia não exceda algumas centenas de joules. A bateria pode armazenar grande fornecimento de energia elétrica por um longo tempo, e com praticamente nenhuma perda.