Енергія конденсатора і його ємність
Якщо два заряду повідомити двом ізольованим провідникам, то між ними виникне так звана різниця потенціалів, яка залежить від величини цих зарядів і від геометрії провідників. У тому випадку, якщо заряди однакові по величині, але протилежні за своїм знаку, можна ввести визначення електричної ємності, з якої потім можна отримати таке поняття, як енергія конденсатора. Електрична ємність системи, що складається з двох провідників, це відношення одного із зарядів до різниці потенціалів між даними провідниками.
Енергія конденсатора безпосередньо залежить від ємності. Можна визначити за допомогою розрахунків це співвідношення. Енергія конденсатора (формула) буде представлена ланцюжком:
W = (C * U * U) / 2 = (q * q) / (2 * C) = q * U / 2, де W- енергія конденсатора, С- ємність, U- різниця потенціалів між двома пластинками (напруга), q- значення величини заряду.
Значення величини електричної ємності залежить від розмірів і форми даного провідника і від діелектрика, який розділяє ці провідники. Систему, при якій електричне поле зосереджене (локалізовано) тільки в деякій області, називають конденсатором. Провідники, які складають цей пристрій, носять назву обкладок. Це найпростіша конструкція так званого плоского конденсатора.
Самий простий пристрій - це дві плоскі пластини, що мають здатність проводити електричний струм. Дані обкладки розташовані паралельно на деякій (порівняно маленькому) відстані один від одного і розділені шаром певного діелектрика. Енергія поля конденсатора в такому випадку буде локалізована в основному між пластинами. Однак біля країв обкладок і в деякому навколишньому просторі все ж виникне досить слабке випромінювання. Його називають в літературі полем розсіювання. У більшості випадків прийнято нехтувати ним і вважати, що вся енергія конденсатора розташована повністю між обкладинками. Але в деяких випадках його все ж враховують (в основному це випадки використання мікроемкостей або, навпаки, Надмісткі).
Електрична ємність (отже, енергія конденсатора) безпосередньо залежить від пластин. Якщо подивитися на формулу C = E0 * S / d, де C- ємність, E0- величина значення такого параметра, як діелектрична проникність (в даному випадку вакууму) і d- значення відстані між пластинами, то можна зробити певний висновок, що ємність такого плоского конденсатора буде обернено пропорційна величині значення відстані між цими пластинами і прямо пропорційна їх площі. Якщо ж простір між обкладинками заповнити якимось певним діелектриком, то енергія конденсатора і його ємність збільшаться в E раз (E в даному випадку - діелектрична проникність).
Таким чином, тепер можна виразити і формулу потенційної енергії, яка накопичується між двома обкладинками (пластинами) конденсатора: W = q * E * d. Однак набагато простіше висловлювати поняття "енергія конденсатора" через ємність: W = (C * U * U) / 2.
Формули паралельного та послідовного з`єднання залишаються вірними при будь-якому числі конденсаторів, з`єднаних в батарею.
Енергія електричного поля Говорячи про те, що таке енергія електричного поля, не можна не вказати, що це найважливіший його параметр. Незважаючи на те, що сам термін «енергія» досить звичний і, на перший погляд, очевидна, в даному випадку потрібно добре розуміти, про що йде…
Що таке діелектрична проникність середовища Ще в школі на уроках фізики викладач, розповідаючи про електричні явища, пояснював, що таке діелектрична проникність середовища. Надалі, якщо основна професія не пов'язана з електротехнікою, тема благополучно забувалася. У даній роботі ми згадаємо,…
Енергія іонізації атома Енергія іонізації - основна характеристика атома. Саме вона визначає природу і міцність хімічних зв'язків, які здатний утворювати атом. Відновні властивості речовини (простого) також залежать від цієї характеристики.Поняття «енергія іонізації» іноді…
Струм, електричний струм у вакуумі Електричний струм - впорядкований рух електрозарядов. Його можна отримати, наприклад, в провіднику, який з'єднує заряджене і незаряджена тіло. Однак цей струм припиниться, як тільки різниця потенціалів цих тіл стане нульовий. Впорядкований рух…
Опір конденсатора Конденсатор є одним з найбільш поширених елементів електронних схем. Типи конденсаторів, деякі їхні параметри, такі, як опір конденсатора, розглянуті в цій статті.Можна сказати, що два металеві електроди, розділених шаром повітря, і є конденсатор.…
Що таке електрична ємність? Часто на шкільних уроках фізики викладач, роз'яснюючи тему електрики, вдається до порівняння електричного струму з плином потоку води. У багатьох випадках, хоча не завжди, для спрощення розуміння процесів, що відбуваються таке порівняння цілком…
Електроємність конденсатора: сутність та основні характеристики І в промисловості, і в повсякденному житті нерідко потрібне створення великої кількості позитивних і негативних електричних зарядів. Зрозуміло, що за допомогою електризації тіл і електростатичного індукції це зробити неможливо. Виходить, потрібно…
Конденсатор. Енергія зарядженого конденсатора З моменту початку вивчення електрики вирішити питання про його накопиченні і збереженні вдалося лише в 1745 році Евальду Юргену фон Клейста і Пітеру ван Мушенбрук. Створене в голландському Лейдені пристрій дозволяло акумулювати електричну енергію та…
Як перевірити конденсатор Конденсатори широко і різнобічно застосовуються в сучасній техніці, насамперед, в електроніці. Радіотехнічна і телевізійна апаратура, радіолокація, телефон і телеграф, автоматика і телемеханіка, лічильно-вирішальні пристрої та електровимірювальні…
Плоский конденсатор і його пристрій Дві плоскі пластини, розташовані паралельно один одному і розділені діелектриком, складають плоский конденсатор. Це найпростіший представник конденсаторів, які призначені для накопичення різнойменною енергії. Якщо пластинам повідомити заряд, рівний…
Послідовне з'єднання конденсаторів як варіант підбору ємності Конденсатор - дуже поширена радіодеталей, яка зустрічається у всіх принципових схемах. Він являє собою два провідники, розділених діелектриком (залежно від типу конденсаторів застосовуються різні його типи), тобто фізично це розрив ланцюга, але в…
Добротність контуру і якість прийому радіосигналу В основі будь-якого радіоприймача лежить принцип виборчого відтворення сигналу, модульованого певної несучою частотою, яка, в свою чергу, визначається резонансом коливального контуру, що є основним елементом схеми ресивера. Від того, наскільки…
Звідки виникає енергія електричного поля конденсатора Надані самі собі, два однойменних електричних заряду не хочуть мати нічого спільного один з одним. Вони розлітаються так швидко, як тільки можуть. Таким чином, якщо частинки змушені рухатися назустріч один одному (а це відбувається, наприклад, при…