Що таке енергія конденсатора?

При створенні схем під час заняття аматорської радіоелектронікою доводиться оперувати значною кількістю термінології. І однією з найважливіших складових є конденсатори. Самі по собі вони не дуже цікаві, найголовніше для нас – їх функції. Ось, наприклад, електрична енергія конденсатора. Що це? Вона обумовлена тим, що електричне поле, яке знаходиться між обкладками конденсатора, саме володіє енергією. Так, його напруженість є пропорційною подається напрузі. Давайте розглянемо більш детально і з рядом формул.

Енергія зарядженого конденсатора

Обкладки конденсатора мають електроємність (Е). На них же розташовано два електричних заряди: -з і +з. Тоді напруження (Н), що існує між обкладками, буде рівним:

Н=з/Е

Всі складові цього рівняння були розглянуті вище, і якщо ви заплуталися, перечитайте, поки не зможете зрозуміти. Без цього буде неможливо продовжити ознайомлення з матеріалом статті, щоб він засвоївся. Дані знання необхідні, щоб зрозуміти, як функціонує енергія поля конденсатора. Але пристрій з часом розрядиться. Що з цим робити? Коли відбувається процес розрядки, то напруга, що існує між його обкладками, буде убувати прямо пропорційно заряду від початкового значення до нуля. У формульному вираженні дане рівняння буде виглядати таким чином:

Н ср =Н/2=з/2*Е

Але у нас ще є робота А, яка виконується електричним полем під час розрядки конденсатора. У формульному поданні все виглядає наступним чином:

А=з*Н ср =(з*Н)/2=(Е*Н 2 )/2

Але разом з цим виникає питання: чому дорівнює потенційна енергія конденсатора з даної електроемкостью Е, який заряджений до значення Н? Відповідь на це питання нам може дати таке рівняння:

ПЕ=А=(Е*Н 2 )/2=з 2 /(2*Е)=(з*Н)/2

Тут вам слід зрозуміти, що енергія конденсатора залежить від електричного поля, що існує між його обкладками, і воно ж є її власником. А з цього можна зробити висновок, що вона також пропорційна квадрату напруженості. Щоб запам'ятати, чому дорівнює енергія зарядженого конденсатора, можна вивчити ще одне шкільне правило. Або навіть точніше буде сказати – освіжити свою пам'ять їм. Енергія конденсатора дорівнює роботі, яка виконується електричним полем під час зближення пластин пристрою впритул. Вона також дорівнює праці, що робиться для поділу негативних і позитивних зарядів, що необхідний для подальшої зарядки приладу. Це вивчається в якості прикладу в курсі шкільної фізики.

Електроємність

В рамках попереднього розділу статті згадувалося таке слово. Враховуючи його важливість, при розборі ситуації з конденсатором можна розібратися з тим, що розуміють під цим словом. Отже, електроємність:

Використовується в якості характеристики здатності накопичувати електричний заряд конденсатором.

Є залежною від цілого ряду параметрів:

Від геометричних розмірів конденсатора.

Від його форми.

Від розташування в схемі.

Від властивостей електричної середовища, в якій власне і знаходиться конденсатор.

Не залежить від значень заряду і напруги.

Електроємність вимірюється в Фарадах (на практиці ще додається приставка мікро-, оскільки об'єм конденсатора зазвичай невеликий).

Енергія поля і формула

Вона приблизно дорівнює квадрату напруженості електричного поля всередині конденсатора. Щільність енергії вимірюється за формулою: W=1/2*E 0 *E Що можна додатково сказати з цього? Даний ефект підсумовується з іншими і може складати електричне поле всього пристрою, частиною якого є конденсатор.

Висновок

Отже, в рамках статті була розглянута енергія конденсатора, а також поле, яке створюється нею. Необхідно також враховувати, що інші деталі електротехнічних схем теж володіють певною енергією і можуть позитивно позначатися на ступінь зарядженості даного пристрою. Якщо конденсатор знаходиться за гранями схем і не використовується ними, але знаходиться поблизу, то він поступово буде заряджатися. Правдивість цього факту дуже легко перевірити в домашніх умовах, якщо є необхідна вимірювальна техніка. Для цього необхідно сам конденсатор помістити біля телевізора, пристрої радіо або комп'ютера і записувати значення зарядженості, яке буде показувати вимірювальна апаратура. Завдяки цій властивості енергія конденсатора може змінюватися навіть за відсутності прямого видимого підключення до джерела живлення.