Nishati ya capacitor na uwezo wake

Nishati ya capacitor na uwezo wake
Nishati ya capacitor na uwezo wake
Anonim

Ikiwa malipo mawili yanawasilishwa kwa waendeshaji wawili pekee, basi kati yao kutakuwa na kinachojulikana kuwa tofauti inayowezekana, ambayo inategemea ukubwa wa malipo haya na jiometri ya waendeshaji. Katika tukio ambalo malipo ni sawa kwa ukubwa, lakini kinyume katika ishara, unaweza kuanzisha ufafanuzi wa uwezo wa umeme, ambayo unaweza kupata kitu kama nishati ya capacitor. Uwezo wa umeme wa mfumo unaojumuisha kondakta mbili ni uwiano wa moja ya chaji kwa tofauti inayoweza kutokea kati ya kondakta hizi.

nishati ya capacitor
nishati ya capacitor

Nishati ya capacitor moja kwa moja inategemea uwezo. Uwiano huu unaweza kuamua kwa kutumia mahesabu. Nishati ya capacitor (formula) itawakilishwa na mnyororo:

W=(CUU)/2=(qq)/(2C)=qU/2, ambapo W ni nishati ya capacitor, C ni uwezo, U ni tofauti inayoweza kutokea kati ya sahani mbili (voltage), q ni thamani ya chaji.

Thamani ya uwezo wa umeme inategemea saizi na umbo la kondakta uliyopewa na dielectri inayotenganisha kondakta hizi. Mfumo ambao uwanja wa umeme umejilimbikizia (ujanibishaji) tu katika eneo fulani huitwa capacitor. Kondakta zinazounda kifaa hiki,huitwa vifuniko. Huu ndio muundo rahisi zaidi wa kinachojulikana kama capacitor bapa.

formula ya nishati ya capacitor
formula ya nishati ya capacitor

Kifaa rahisi zaidi ni sahani mbili bapa ambazo zina uwezo wa kusambaza umeme. Sahani hizi zimepangwa kwa sambamba kwa umbali fulani (kiasi kidogo) kutoka kwa kila mmoja na hutenganishwa na safu ya dielectri fulani. Nishati ya shamba la capacitor katika kesi hii itawekwa ndani hasa kati ya sahani. Walakini, karibu na kingo za sahani na katika nafasi fulani inayozunguka, mionzi dhaifu bado inatokea. Katika fasihi inaitwa uwanja uliopotea. Katika hali nyingi, ni desturi ya kupuuza na kudhani kwamba nishati zote za capacitor iko kabisa kati ya sahani. Lakini katika baadhi ya matukio, bado inazingatiwa (hasa hizi ni kesi za kutumia uwezo mdogo au, kinyume chake, uwezo mkubwa).

nishati ya shamba la capacitor
nishati ya shamba la capacitor

Uwezo wa umeme (kwa hivyo nishati ya capacitor) inategemea moja kwa moja kwenye sahani. Ukiangalia formula C \u003d E0S / d, ambapo C ni uwezo, E0 ni thamani ya thamani ya parameter kama permittivity (katika kesi hii, utupu) na d ni thamani ya umbali. kati ya sahani, basi tunaweza kuhitimisha kwamba uwezo wa capacitor vile gorofa itakuwa inversely sawia na thamani ya umbali kati ya sahani hizi na moja kwa moja sawia na eneo lao. Ikiwa nafasi kati ya sahani imejazwa na dielectric maalum, basi nishati ya capacitor na uwezo wake itaongezeka kwa mara E (E inkatika kesi hii, ruhusa).

Kwa hivyo, sasa tunaweza kueleza fomula ya nishati inayoweza kujilimbikiza kati ya bamba mbili (sahani) za capacitor: W=qEd. Hata hivyo, ni rahisi zaidi kueleza dhana ya "nishati ya capacitor" katika suala la capacitance: W=(CUU)/2.

Fomula za muunganisho sambamba na mfululizo husalia kuwa kweli kwa idadi yoyote ya vidhibiti vilivyounganishwa kwenye betri.

Ilipendekeza: