أين الطاقة من المجال الكهربائي للمكثف

غادروا إلى أنفسهم ، واثنين من نفس الاسمالشحنة الكهربائية لا تريد أن يكون لها أي علاقة مع بعضها البعض. انهم يطير بعيدا بأسرع ما يمكن. وهكذا ، إذا اضطرت الجزيئات للتحرك نحو بعضها البعض (وهذا يحدث ، على سبيل المثال ، مع تراكم الشحنة) ، فإنها تقاوم هذا بكل طريقة ممكنة ، ولزيادة كثافة تركيز الشحنات في الموصل ، يجب إنفاق طاقة معينة.

في حالة ساكنة هذه الطاقة ليست كذلكيتم استخدامه وفقده بشكل غير قابل للاصطدام. يتم تخزينها في شكل حقل كهربائي - نوع من التوتر في الفراغ بين الجسيمات المشحونة - حتى يقل تركيز الشحنة ويكتسب مرة أخرى القدرة على التحرك بحرية.

في هذه الحالة ، تستخدم التهم الطاقة المخزنة في المجال الكهربائي للحصول على تسارع في مسارها.

مكثف هو أحد مكونات الدوائر الكهربائية المصممة خصيصا لتخزين حقل كهربائي.

طاقة المجال الكهربائي للمكثف هي الأساس لاستخدامها في العديد من الأجهزة الكهربائية والإلكترونية.

يقترح المنطق البسيط أن المكثف ،مشحونة على الجهد الخامس ، لتحقيق دولة جديدة يتطلب جول من الطاقة QV ، وهذه الكمية هي فقط طاقة المجال الكهربائي للمكثف ، مخزنة فيه وجاهزة للاستخدام.

للأسف ، الفطرة السليمة هنا تتلاشى. إذا كنت تشعر بحالة جيدة بعد شرب قدح من الجعة ، فهذا لا يعني أنك ستشعر مرتين بنفس الجودة بعد أخذ الثانية.

في الواقع ، عندما تقترب الرسوم ، فإنهم يقاومونها أكثر وأكثر عنفاً. من الواضح ، هنا نحن نتعامل مع عملية غير خطية.

دعونا نرى كيف يتم تحديد طاقة المجال الكهربائي للمكثف على أساس تجربة بسيطة.

من المعروف أن التيار يعرف بالسرعة ، sوالتي تحرك الشحنة. لذلك ، إذا كان المكثف متصلاً بمصدر تيار مستقر ، فستتراكم الشحنة Q على اللوحات بمعدل ثابت.

لنفترض أننا نأخذ مكثف غير مشحون ونقوم بتوصيله بمصدر طاقة يوفر تيار شحن دائم.

يبدأ الجهد على المكثف من الصفر ويزداد خطيًا حتى يتم شحن المكثف بالكامل. بعد ذلك ، يتوقف. نحن نسمي هذه القيمة الحد الأقصى للجهد V.

متوسط ​​الجهد عبر المكثف في هذه العمليةالتهمة هي (V / 2) ، ومتوسط ​​القدرة ، على التوالي ، هو I (V / 2). تم شحن المكثف في غضون T ثانية ، بحيث تكون طاقة المجال الكهربائي للمكثف ، المخزنة في عملية الشحن ، مساوية لـ TI (V / 2).

W = 1 / 2QV = 1 / 2CV

على الرغم من وجود عدد كبير من الأحجام القياسية ، لا يختلف بناء مكثف في تشكيلة خاصة.

يتكون معظمها من اثنين متوازيينلوحات مفصولة بواسطة عازل. في بعض الأحيان ، لتوفير مساحة ، يتم تدوير هذه السندويتش في أنبوب مثل لفة. وفي بعض الحالات ، يكون لديهم عدة طبقات ، بطريقة معينة مرتبطة ببعضها البعض.

حساب سعة مكثف تتكون من اثنينعادة لا تكون الصفائح المعدنية ، ذات الأبعاد المادية المعروفة صعبة ، وكذلك حساب السعة الناتجة في سلسلة أو اتصال متوازي المكثفات.