25.6: Bir Kondansatörde Depolanan Enerji: Problemi Çözme

1749 yılında Benjamin Franklin, enerji depolamak için birbirine bağlı bir dizi kondansatör için pil terimini kullandı. Kondansatörler, kısa bir süre içinde salınabilen elektrik potansiyel enerjisini depolar. Bu özellik, kondansatörlerin geniş bir uygulama alanına sahip olmasını sağlar.

Kondansatör-boşalma ateşleme, bir kondansatörden açığa çıkan enerjinin bir indüksiyon bobini ateşleyerek buharlaştırma fişini ateşlediği küçük motorlarda sıkça kullanılan bir ateşleme sistemidir.

Tipik bir CDI sisteminde bir kondansatörde depolanan enerjiyi hesaplamak için en az iki aşağıdaki parametrenin bilinmesi gerekmektedir:

1. Kondansatöre uygulanan gerilim
2. Kondansatörde depolanan yük
3. Kondansatörün kapasitansı

Bu üç parametre aşağıdaki denklemle ilişkilendirildiğinden, bilinmeyen parametre iki parametre biliniyorsa hesaplanabilir:

Herhangi bir durum için, depolanmış potansiyel enerji, kapasitans, gerilim ve yük değerleri kullanılarak hesaplanabilir:

Kondansatörler, kısa bir süre içinde açığa çıkabilecek elektrik potansiyel enerjisini depolayan geçici piller görevi görür.

Küçük motorlarda, bir kondansatörü tamamen şarj etmek için bir şarj ünitesinden oluşan bir kondansatör deşarj ateşleme sistemi kullanılır. Bir tetik aldıktan sonra, kondansatör depolanan enerjiyi hızla bir ateşleme bobinine boşaltır ve bu da motoru çalıştırmak için bujiyi ateşler.

Bir kondansatör deşarj ateşleme sistemi tarafından depolanan enerji miktarı, uygulanan voltajın değerine ve kondansatörün kapasitansına bağlıdır.

375 mikro coulomb şarjı ve 1.5 mikro farad kapasitansı olan tam şarjlı bir kapasitör düşünün. Burada yük ve kapasitans bilinen miktarlardır ve voltaj ve enerji bilinmeyen miktarlardır.

Bilinen miktarlar kullanılarak, sisteme verilen voltaj 250 volt olarak hesaplanabilir.

İkame üzerine, voltaj ve kapasitans değerleri, kondansatörde tasarruf edilen elektrik potansiyel enerjisinin değerini 0,047 jul olarak verir.