კონდენსატორის ენერგია და მისი ტევადობა

კონდენსატორის ენერგია და მისი ტევადობა
კონდენსატორის ენერგია და მისი ტევადობა
Anonim

თუ ორი მუხტი გადაეცემა ორ იზოლირებულ გამტარს, მაშინ მათ შორის იქნება ეგრეთ წოდებული პოტენციური სხვაობა, რომელიც დამოკიდებულია ამ მუხტების სიდიდეზე და გამტარების გეომეტრიაზე. იმ შემთხვევაში, თუ მუხტები სიდიდით იგივეა, მაგრამ საპირისპირო ნიშნით, შეგიძლიათ შემოიტანოთ ელექტრული ტევადობის განმარტება, საიდანაც შემდეგ შეგიძლიათ მიიღოთ ისეთი რამ, როგორიცაა კონდენსატორის ენერგია. ორი გამტარისაგან შემდგარი სისტემის ელექტრული ტევადობა არის ერთ-ერთი მუხტის თანაფარდობა ამ გამტარებლებს შორის პოტენციურ განსხვავებასთან.

კონდენსატორის ენერგია
კონდენსატორის ენერგია

კონდენსატორის ენერგია პირდაპირ დამოკიდებულია ტევადობაზე. ეს თანაფარდობა შეიძლება განისაზღვროს გამოთვლებით. კონდენსატორის ენერგია (ფორმულა) წარმოდგენილი იქნება ჯაჭვით:

W=(CUU)/2=(qq)/(2C)=qU/2, სადაც W არის კონდენსატორის ენერგია, C არის ტევადობა, U არის პოტენციური სხვაობა ორ ფირფიტას შორის (ძაბვა), q არის დამუხტვის მნიშვნელობა.

ელექტრული ტევადობის მნიშვნელობა დამოკიდებულია მოცემული გამტარის ზომასა და ფორმაზე და დიელექტრიკზე, რომელიც გამოყოფს ამ გამტარებს. სისტემას, რომელშიც ელექტრული ველი კონცენტრირებულია (ლოკალიზებულია) მხოლოდ გარკვეულ არეალში, ეწოდება კონდენსატორი. დირიჟორები, რომლებიც ქმნიან ამ მოწყობილობას,გადასაფარებლებს უწოდებენ. ეს არის ეგრეთ წოდებული ბრტყელი კონდენსატორის უმარტივესი დიზაინი.

კონდენსატორის ენერგიის ფორმულა
კონდენსატორის ენერგიის ფორმულა

უმარტივესი მოწყობილობა არის ორი ბრტყელი ფირფიტა, რომელსაც აქვს ელექტროენერგიის გატარების უნარი. ეს ფირფიტები ერთმანეთისგან გარკვეულ (შედარებით მცირე) მანძილზე პარალელურად არის განლაგებული და გამოყოფილია გარკვეული დიელექტრიკის ფენით. კონდენსატორის ველის ენერგია ამ შემთხვევაში ლოკალიზდება ძირითადად ფირფიტებს შორის. თუმცა, ფირფიტების კიდეებთან და ზოგიერთ მიმდებარე სივრცეში საკმაოდ სუსტი გამოსხივება მაინც წარმოიქმნება. მას ლიტერატურაში მაწანწალა სფეროს უწოდებენ. უმეტეს შემთხვევაში, ჩვეულებრივია მისი უგულებელყოფა და ვივარაუდოთ, რომ კონდენსატორის მთელი ენერგია მთლიანად მდებარეობს ფირფიტებს შორის. მაგრამ ზოგიერთ შემთხვევაში მაინც მხედველობაში მიიღება (ძირითადად ეს არის მიკროსიმძლავრეების გამოყენების შემთხვევები ან, პირიქით, სუპერტევადობა).

კონდენსატორის ველის ენერგია
კონდენსატორის ველის ენერგია

ელექტრული ტევადობა (აქედან გამომდინარე, კონდენსატორის ენერგია) პირდაპირ დამოკიდებულია ფირფიტებზე. თუ გადავხედავთ ფორმულას C \u003d E0S / d, სადაც C არის ტევადობა, E0 არის ისეთი პარამეტრის მნიშვნელობის მნიშვნელობა, როგორიცაა ნებართვა (ამ შემთხვევაში, ვაკუუმი) და d არის მანძილის მნიშვნელობა. ფირფიტებს შორის, მაშინ შეგვიძლია დავასკვნათ, რომ ასეთი ბრტყელი კონდენსატორის ტევადობა უკუპროპორციული იქნება ამ ფირფიტებს შორის მანძილის მნიშვნელობისა და მათი ფართობის პირდაპირპროპორციული. თუ ფირფიტებს შორის სივრცე ივსება რაიმე სპეციფიკური დიელექტრიკით, მაშინ კონდენსატორის ენერგია და მისი ტევადობა გაიზრდება E-ჯერ (E inამ შემთხვევაში, ნებართვა).

ამგვარად, ახლა შეგვიძლია გამოვხატოთ პოტენციური ენერგიის ფორმულა, რომელიც გროვდება კონდენსატორის ორ ფირფიტას (ფილას) შორის: W=qEd. თუმცა, გაცილებით ადვილია „კონდენსატორის ენერგიის“ცნების გამოხატვა ტევადობის თვალსაზრისით: W=(CUU)/2.

პარალელური და სერიული კავშირის ფორმულები რჩება ჭეშმარიტი ბატარეაში ჩართული ნებისმიერი რაოდენობის კონდენსატორებისთვის.

გირჩევთ: