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Condensador. La energía del condensador cargado

Desde el inicio del estudio de la electricidad para resolver la cuestión de su acumulación y preservación fue sólo en 1745 Ewald Jurgen von Kleist y Pieter van Musschenbroek. Formado en el dispositivo holandesa de Leiden se permite la acumulación de energía eléctrica y usarlo cuando sea necesario.

Leyden jar – un condensador prototipo. Su uso en experimentos físicos promovió el estudio de la electricidad está muy por delante posible crear un prototipo de una corriente eléctrica.

¿Qué es un condensador

Recoger la carga eléctrica y la electricidad – el propósito principal del condensador. Típicamente, un sistema de dos conductores aislados dispuestos lo más cerca posible entre sí. El espacio entre los conductores se llena con un dieléctrico. carga acumulada en los conductores seleccionados heteronímico. La propiedad es cargas opuestas se atraen promueve una mayor su acumulación. El dieléctrico se da una doble función: cuanto mayor es la constante dieléctrica, mayor es la capacitancia eléctrica, las cargas no pueden superar la barrera y se neutralizó.

capacidad eléctrica – la magnitud física básica que caracteriza la oportunidad de acumular una carga del condensador. placas Guías llamados campo eléctrico se centra entre los mismos condensador.

Energía cargado el condensador, que parece depender de su capacidad.

capacidad eléctrica

Potencial energético hace que sea posible la aplicación (una gran capacidad eléctrica) del condensador. La energía del condensador cargado se utiliza para aplicar impulso de corriente corto si es necesario.

Por lo que los valores dependen de la capacidad eléctrica? El proceso comienza con el condensador de carga que conecta sus electrodos a los polos de una fuente de corriente. Se acumulan en una carga de placa (el valor de los cuales q) se toma como la carga en el condensador. El campo eléctrico está centrada entre los electrodos tiene una diferencia de potencial U.

capacitancia eléctrica (C) depende de la cantidad de electricidad que se concentró en un conductor y la tensión de campo: C = q / U.

Este valor se mide en F (faradios).

La capacidad de toda la Tierra no puede ser comparado con la capacitancia del condensador, cuyo valor es aproximadamente la portátil. poderosa carga acumulada se puede utilizar en la materia.

Sin embargo, para guardar un número ilimitado de energía eléctrica en las placas no es posible. Cuando el voltaje aumenta a se puede producir un valor máximo de desglose condensador. Las placas se neutralizan, que puede conducir a daños del dispositivo. La energía de un condensador cargado en este caso es del todo en su calor.

La cantidad de energía

Calefacción del condensador es debido a la conversión de la energía del campo eléctrico en el interior. La capacidad del condensador para realizar el trabajo sobre el movimiento de la carga indica la presencia de un suministro adecuado de electricidad. Para determinar la magnitud de la energía de un condensador cargado, considere el proceso de distensión. El voltaje de campo eléctrico U cantidad Q de carga fluye de una placa a otra. Por definición, un campo de operación es igual al producto de la diferencia de potencial a través de la cantidad de carga: A = Qu. Esta relación sólo es válida para un valor de tensión constante, pero en el proceso para la descarga de las placas del condensador es una disminución gradual en su cero. Para evitar discrepancias, tomamos su promedio a T / 2.

la capacidad eléctrica de la fórmula tiene: q = CU.

Por lo tanto, la energía de un condensador cargado puede determinarse de acuerdo con la fórmula:

W = CU 2/2.

Vemos que su magnitud es mayor cuanto mayor es la capacidad eléctrica y la tensión. Para responder a la pregunta de qué es la energía de un condensador cargado, a su vez, a su especie.

tipos de condensadores

Dado que la energía del campo eléctrico se concentra en el condensador está directamente relacionada con su capacitancia y el funcionamiento del condensador depende de sus características estructurales, utilizar diferentes tipos de unidades.

  1. La forma de las placas: plana, cilíndrica, esférica, etc …
  2. A partir del cambio en la capacitancia: constante (la capacidad no se cambia), variables (modificación de las propiedades físicas, el cambio de la capacidad), condensadores de ajuste. cambio de la capacitancia puede llevarse a cabo cambiando la temperatura, mecánico o la tensión eléctrica. capacitancia eléctrica de las placas del condensador de sintonización cambia el área de cambio.
  3. Según el tipo dieléctrico: gas, líquido, dieléctrico sólido.
  4. De acuerdo con la media dieléctrica: vidrio, papel, mica, metalizadas, de cerámica, películas delgadas de varias composiciones.

Dependiendo del tipo de distinción y otros condensadores. La energía del condensador cargado depende de las propiedades dieléctricas. La cantidad principal, llamada permitividad. capacitancia eléctrica es directamente proporcional a la misma.

condensador de placas

Consideremos un sencillo dispositivo de recogida de carga eléctrica – un condensador plano. Este es un sistema físico que consta de dos placas paralelas entre las que la capa dieléctrica.

placas de forma puede ser rectangular, y circular. Si necesita recibir una capacidad variable, la placa se carga generalmente a la forma de medias discos. La rotación de un electrodo con respecto a otro provoca un cambio en el área de las placas.

Suponemos que el área de una placa es S, la distancia entre las placas de toma igual d, permitividad de relleno – ε. capacidad eléctrica del sistema depende sólo de la geometría del condensador.

C = εε 0 S / d.

La energía del condensador plano

Vemos que la capacitancia es directamente proporcional a la superficie total de una placa e inversamente proporcional a la distancia entre ellas. El coeficiente de proporcionalidad – eléctrica ε constante 0. El aumento de la constante dieléctrica del dieléctrico aumentará la capacidad eléctrica. La reducción de la superficie de las placas proporciona un condensadores de ajuste. cargada de energía condensador de campo eléctrico depende de sus parámetros geométricos.

Estamos utilizando una fórmula de cálculo: W = CU 2/2.

determinación energía cargada forma plana condensador se lleva a cabo de acuerdo con la fórmula:

W = εε 0 SU 2 / (2d).

El uso de condensadores

La capacidad de los condensadores recoger gradualmente la carga eléctrica con la suficiente rapidez para darle se utiliza en diversos campos de la tecnología.

Compuesto con inductores pueden crear circuitos resonantes, filtra el circuito de realimentación de corriente.

Linternas, aturdimiento, en los que no hay prácticamente instantánea condensador capacidad de descarga se utiliza para crear una corriente de pulso fuerte. carga de los condensadores tiene lugar desde la fuente de corriente constante. Actúa por sí mismo como un elemento de condensador, se rompe el circuito. en la dirección opuesta a través de la lámpara de la descarga es pequeña resistencia óhmica casi instantáneamente. El electroshock este elemento es el cuerpo humano.

Condensador o batería

La capacidad de un largo tiempo para mantener la carga almacenada da una gran oportunidad para utilizarlo como dispositivo de almacenamiento o medio de almacenamiento de energía. En la radio, esta propiedad se utiliza ampliamente.

Reemplazar la batería, por desgracia, el condensador no es capaz de hacerlo, ya que tiene una característica de descarga. Su energía acumulada no supere unos pocos cientos de julios. La batería puede almacenar gran cantidad de energía eléctrica por un largo tiempo, y con prácticamente ninguna pérdida.