Կոնդենսատորի էներգիան և դրա հզորությունը

Կոնդենսատորի էներգիան և դրա հզորությունը
Կոնդենսատորի էներգիան և դրա հզորությունը
Anonim

Եթե երկու լիցքեր փոխանցվում են երկու մեկուսացված հաղորդիչների, ապա նրանց միջև կլինի այսպես կոչված պոտենցիալ տարբերություն, որը կախված է այդ լիցքերի մեծությունից և հաղորդիչների երկրաչափությունից: Այն դեպքում, երբ մեղադրանքները մեծությամբ նույնն են, բայց հակառակ նշանով, կարող եք ներկայացնել էլեկտրական հզորության սահմանումը, որից հետո կարող եք ստանալ այնպիսի բան, ինչպիսին է կոնդենսատորի էներգիան: Երկու հաղորդիչներից բաղկացած համակարգի էլեկտրական հզորությունը լիցքերից մեկի հարաբերությունն է այս հաղորդիչների միջև պոտենցիալ տարբերությանը:

կոնդենսատորի էներգիա
կոնդենսատորի էներգիա

Կոնդենսատորի էներգիան ուղղակիորեն կախված է հզորությունից: Այս հարաբերակցությունը կարելի է որոշել՝ օգտագործելով հաշվարկները: Կոնդենսատորի էներգիան (բանաձեւը) կներկայացվի շղթայով՝

W=(CUU)/2=(qq)/(2C)=qU/2, որտեղ W-ը կոնդենսատորի էներգիան է, C-ը՝ հզորությունը, U երկու թիթեղների պոտենցիալ տարբերությունն է (լարումը), q-ն լիցքի արժեքն է։

Էլեկտրական հզորության արժեքը կախված է տվյալ հաղորդիչի չափից և ձևից և այդ հաղորդիչները բաժանող դիէլեկտրիկից: Համակարգը, որտեղ էլեկտրական դաշտը կենտրոնացված է (տեղայնացված) միայն որոշակի տարածքում, կոչվում է կոնդենսատոր: Հաղորդավարները, որոնք կազմում են այս սարքը,կոչվում են ծածկոցներ: Սա այսպես կոչված հարթ կոնդենսատորի ամենապարզ դիզայնն է:

կոնդենսատորի էներգիայի բանաձևը
կոնդենսատորի էներգիայի բանաձևը

Ամենապարզ սարքը երկու հարթ թիթեղներ են, որոնք ունեն էլեկտրական հոսանք փոխանցելու հատկություն։ Այս թիթեղները զուգահեռաբար դասավորված են միմյանցից որոշակի (համեմատաբար փոքր) հեռավորության վրա և բաժանված են որոշակի դիէլեկտրիկի շերտով։ Կոնդենսատորի դաշտի էներգիան այս դեպքում տեղայնացվելու է հիմնականում թիթեղների միջև: Այնուամենայնիվ, թիթեղների եզրերի մոտ և շրջակա որոշ տարածության մեջ դեռևս առաջանում է բավականին թույլ ճառագայթում: Գրականության մեջ այն կոչվում է մոլորված դաշտ։ Շատ դեպքերում ընդունված է անտեսել այն և ենթադրել, որ կոնդենսատորի ողջ էներգիան ամբողջությամբ գտնվում է թիթեղների միջև: Բայց որոշ դեպքերում դա դեռ հաշվի է առնվում (հիմնականում դրանք միկրոտարողությունների կամ հակառակը՝ գերհզորությունների օգտագործման դեպքեր են)։

կոնդենսատորի դաշտի էներգիա
կոնդենսատորի դաշտի էներգիա

Էլեկտրական հզորությունը (հետևաբար, կոնդենսատորի էներգիան) ուղղակիորեն կախված է թիթեղներից: Եթե նայեք C \u003d E0S / d բանաձևին, որտեղ C-ը հզորությունն է, E0-ն այնպիսի պարամետրի արժեքն է, ինչպիսին է թույլատրելիությունը (այս դեպքում՝ վակուումը), իսկ d-ն հեռավորության արժեքն է։ թիթեղների միջև, ապա մենք կարող ենք եզրակացնել, որ նման հարթ կոնդենսատորի հզորությունը հակադարձ համեմատական կլինի այս թիթեղների միջև հեռավորության արժեքին և ուղիղ համեմատական նրանց տարածքին: Եթե թիթեղների միջև տարածությունը լցված է որոշակի դիէլեկտրիկով, ապա կոնդենսատորի էներգիան և դրա հզորությունը կավելանան E անգամ (E inայս դեպքում՝ թույլատրելիությունը).

Այսպիսով, այժմ մենք կարող ենք արտահայտել պոտենցիալ էներգիայի բանաձևը, որը կուտակվում է կոնդենսատորի երկու թիթեղների (սալերի) միջև՝ W=qEd: Այնուամենայնիվ, շատ ավելի հեշտ է արտահայտել «կոնդենսատորի էներգիա» հասկացությունը տարողությամբ՝ W=(CUU)/2.

Զուգահեռ և սերիական միացման բանաձևերը ճշմարիտ են մնում մարտկոցում միացված ցանկացած քանակի կոնդենսատորների համար:

Խորհուրդ ենք տալիս: