Когда лучник натягивает тетиву в луке, он сохраняет проделанную работу в виде упругой потенциальной энергии. Когда он отпускает тетиву, потенциальная энергия высвобождается в виде кинетической энергии стрелы. Конденсатор работает по тому же принципу, по которому проделанная работа сохраняется в виде электрической потенциальной энергии. Потенциальная энергия (UC) может быть рассчитана путем измерения работы, проделанной (W) для зарядки конденсатора.
Рассмотрим случай с параллельным пластинчатым конденсатором. Когда конденсатор подключен к батарее, пластина, прикрепленная к отрицательной стороне батареи, получает больше электронов, отталкивая больше электронов в другой пластине. Следовательно, вторая пластина получает равный положительный заряд. В любой момент времени, когда конденсатор заряжается, если q и V являются разностью зарядов и потенциалов на пластинах соответственно, то они связаны следующим уравнением:
В уравнении (2) C — емкость конденсатора с параллельной пластиной. По мере зарядки конденсатора заряд постепенно накапливается на его пластинах, и через некоторое время он достигает конечного значения Q. Объем выполняемой работы (dW) для перемещения элемента заряда dq равен Vdq. Мы получаем потенциальную энергию, хранящуюся в конденсаторе, с помощью уравнений (1) и (2). Таким образом
Теперь мы можем найти плотность энергии, накопленную в вакууме между пластинами заряженного конденсатора с параллельными пластинами, из потенциальной энергии, хранящейся в конденсаторе. Плотность энергии определяется как потенциальная энергия на единицу объема. Если A и d — площадь и расстояние между пластинами, то из выражений для электрического поля и емкости, то есть E = σ/εo и C = εo A/d, плотность энергии получается как:
Capacitance
7.0K Просмотры
Capacitance
5.0K Просмотры
Capacitance
3.6K Просмотры
Capacitance
1.2K Просмотры
Capacitance
3.4K Просмотры
Capacitance
959 Просмотры
Capacitance
3.6K Просмотры
Capacitance
4.2K Просмотры
Capacitance
4.0K Просмотры
Capacitance
318 Просмотры
Capacitance
1.1K Просмотры
Capacitance
913 Просмотры