Енергія конденсатора і його ємність
Відео: Енергія конденсатора
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 за величиною, 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 зосереджено (локалізовано) тільки в деякій області, називають конденсатором. Провідники, які складають цей пристрій, звуться обкладок. Це найпростіша конструкція так званого плоского конденсатора.
Відео: 11 Конденсатори Електроємність
Самий простий пристрій - це дві плоскі пластини, що мають здатність проводити електричний струм. Дані обкладання розташовані паралельно на деякому (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 висловити 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 і послідовного з`єднання залишаються вірними при будь-якому числі конденсаторів, з`єднаних в батарею.
