Вы находитесь здесь: Главная > Конденсаторы > Энергия заряженного конденсатора

Энергия заряженного конденсатора

Энергия заряженного конденсатора

При заряде конденсатора наружный источник расходует энергию на разделение зарядов на положительные и отрицательные. Которые будут находиться на обкладках конденсатора. Как следует, исходя из закона сохранения энергии, она никуда не теряется, а остается в конденсаторе. Энергия в конденсаторе запасается в виде силы взаимодействия положительных и отрицательных зарядов находящихся на его обкладках. Другими словами в виде электронного поля. Которое сосредоточено меж пластинами. Это взаимодействие стремится притянуть одну обкладку к другой, так как, как понятно разноименные заряды притягиваются.

Как понятно из механики F=mg, аналогично в электрике F=qE, роль массы играет заряд, а роль сили притяжения напряжённость поля.

Работа по перемещению заряда в электронном поле смотрится так:A=qEd1-qEd2=qEd

C другой же стороны работа также равна разнице возможных энергий A=W1-W2=W.

Таким макаром используя эти два выражения можно прийти к выводу что возможная энергия скопленная в конденсаторе равна:

W=qEd

Формула 1 — Энергия заряженного конденсатора

Не тяжело увидеть, что формула очень похожа на потенциальную энергию из механики W=mgh.

Если провести аналогию с механикой: Представим камень, находящийся на крыше строения. Тут ведет взаимодействие масса земли с массой камня средством силы тяжести, а здание высотой h противодействует силе гравитации. Если здание убрать камень свалится, как следует, возможная энергия перейдет в кинетическую.

В электростатике же есть два разноименных заряда стремящихся притянутся друг к другу им противодействует диэлектрик шириной d находящийся меж обкладками . Если обкладки замкнуть меж собой то возможная энергия заряда перейдет в кинетическую другими словами в тепло.

В электротехнике формула для энергии в таком виде не применяется. Ее комфортно выразить через емкость конденсатора и напряжение, до которого он заряжен.

Энергия заряженного конденсатораПотому что заряд конденсатора определяется зарядом одной из его пластинок то напряжённость поля, создаваемая ею, будет равна E/2. Так как общее поле складывается из полей создаваемых обеими обкладками заряжении идиентично, но с обратным знаком.

Как следует, энергия конденсатора будет иметь вид: W=q(E/2)d

Так как напряжение можно выразить через напряжённость и расстояние(U=Ed) подставим его в нашу формулу получим: W=qU/2

А сейчас используя выражение для емкости, C=q/U получим окончательный итог.

Энергия заряженного конденсатора имеет вид:

Формула 2 — Энергия заряженного конденсатора

загрузка…

  • Digg
  • Del.icio.us
  • StumbleUpon
  • Reddit
  • Twitter
  • RSS

Оставить комментарий

Подтвердите, что Вы не бот — выберите самый большой кружок: