Конденсатордың энергиясы және оның сыйымдылығы

Конденсатордың энергиясы және оның сыйымдылығы
Конденсатордың энергиясы және оның сыйымдылығы
Anonim

Егер екі заряд екі оқшауланған өткізгішке берілсе, онда олардың арасында потенциалдар айырымы деп аталатын болады, ол осы зарядтардың шамасына және өткізгіштердің геометриясына байланысты болады. Зарядтар шамасы бойынша бірдей, бірақ таңбалары қарама-қарсы болған жағдайда, сіз электр сыйымдылығының анықтамасын енгізе аласыз, одан кейін конденсатордың энергиясы сияқты нәрсені алуға болады. Екі өткізгіштен тұратын жүйенің электр сыйымдылығы зарядтардың бірінің осы өткізгіштер арасындағы потенциалдар айырмасына қатынасы болып табылады.

конденсатор энергиясы
конденсатор энергиясы

Конденсатордың энергиясы сыйымдылыққа тікелей байланысты. Бұл қатынасты есептеулер арқылы анықтауға болады. Конденсатордың энергиясы (формула) тізбекпен көрсетіледі:

W=(CUU)/2=(qq)/(2C)=qU/2, мұндағы W - конденсатор энергиясы, C - сыйымдылық, U екі пластина арасындағы потенциалдар айырмасы (кернеу), q – зарядтың мәні.

Электр сыйымдылығының мәні берілген өткізгіштің өлшемі мен пішініне және осы өткізгіштерді бөлетін диэлектрикке байланысты. Электр өрісі тек белгілі бір аумақта шоғырланған (локализацияланған) жүйе конденсатор деп аталады. Бұл құрылғыны құрайтын өткізгіштер,жабындар деп аталады. Бұл жалпақ конденсатор деп аталатын ең қарапайым конструкция.

конденсатор энергиясының формуласы
конденсатор энергиясының формуласы

Ең қарапайым құрылғы - бұл электр тогын өткізу мүмкіндігі бар екі жалпақ пластина. Бұл плиталар бір-бірінен белгілі (салыстырмалы түрде аз) қашықтықта параллель орналасқан және белгілі бір диэлектриктің қабатымен бөлінген. Бұл жағдайда конденсатор өрісінің энергиясы негізінен пластиналар арасында локализацияланады. Дегенмен, пластиналардың шетіне жақын жерде және кейбір қоршаған кеңістікте әлі де әлсіз сәулелену пайда болады. Оны әдебиетте адасу өрісі деп атайды. Көп жағдайда оны елемеу әдеттегідей және конденсатордың барлық энергиясы толығымен пластиналар арасында орналасқан деп болжауға болады. Бірақ кейбір жағдайларда ол әлі де ескеріледі (негізінен бұл микро сыйымдылықтарды немесе керісінше супер сыйымдылықты пайдалану жағдайлары).

конденсатор өрісінің энергиясы
конденсатор өрісінің энергиясы

Электр сыйымдылығы (демек, конденсатордың энергиясы) пластиналарға тікелей тәуелді. Егер сіз C \u003d E0S / d формуласын қарасаңыз, мұндағы C - сыйымдылық, E0 - өткізгіштік (бұл жағдайда вакуум) сияқты параметр мәнінің мәні және d - қашықтықтың мәні пластиналар арасында болса, онда мұндай жалпақ конденсатордың сыйымдылығы осы плиталар арасындағы қашықтықтың мәніне кері пропорционал және олардың ауданына тура пропорционал болады деп қорытынды жасауға болады. Егер пластиналар арасындағы кеңістік белгілі бір диэлектрикпен толтырылса, онда конденсатордың энергиясы мен оның сыйымдылығы Е есе артады (Е жылыбұл жағдайда өткізгіштік).

Осылайша, енді конденсатордың екі пластинасының (пластинкасының) арасында жиналатын потенциалдық энергияның формуласын өрнектей аламыз: W=qEd. Дегенмен, «конденсатор энергиясы» түсінігін сыйымдылықпен өрнектеу әлдеқайда оңай: W=(CUU)/2.

Параллельді және тізбектей қосылу формулалары аккумуляторға қосылған конденсаторлардың кез келген саны үшін дұрыс болып қалады.

Ұсынылған: