Energija iz napolnjenega kondenzatorja

Energija iz napolnjenega kondenzatorja - je delo porabi za njegovo brezplačno.

iz zgodovine

Prvi kondenzator se šteje za LEYDEN jar. To neodvisno razvil enkrat dveh znanstvenikov:

1. Ewald Georg von Kleist (11. oktober 1745).
2. Pieter van Musschenbroek (1745 - 1746 let).

Dve desetletji kasneje je luč pojavili elektroforus (1762), ki štejejo za prvi ravninski kondenzator. Potem ni bilo pogojev, zaračunavajo vprašanja skladiščenja malo zanimanja. Znanstveniki še zabavno dati statični naboj. Na primer, van Pieter van Musschenbroek doživeli LEYDEN kozarec preveč ambiciozen študent, ko se je izkazalo, da je polovica paraliziran električni naboj.

Znanost ni šel naprej, čeprav je po svetu, vključno z Benjamin Franklin, ne potiska lokomotivo. V sedanji fazi razvoja fizike začela z Alessandro Volta. Znanstvenik izkazalo se privlačijo in spletka oblikovanje elektroforusa. Nastrgana gume lahko neomejeno zaračuna kovinsko ploščo. Takrat se je domnevalo, da je električna energija prenese na tekočine v ozračje, in Volta mislil podobno. Vidim, da elektroforus lahko za shranjevanje naboja znanstvenik odločil, da prešteti.

Koncept Volta

Kot je pojasnil znanstvenik, že leta 1778 je dobil vpogled v morebitno razliko, ki jo je imenoval napetost - napetost. Od leta 1775 Volta spoštuje kapacitivnosti koncept - capacita, razširiti svojega učitelja Beccaria. Volta že ve, da elektroforus lahko kopičijo dajatev, zahteva naprava kondenzator, in se odloči, da se potrdi teorijo prakse. V nasprotnem primeru - da bi našli razmerje napetosti, zmogljivosti in volumen (quantita) brezplačno.

Volta je začel z LEYDEN kozarec. On jo zaračunavajo od statičnega generatorja in poskušal ugotoviti energijo kondenzatorja na tri načine:

1. Opazovani pridobljeni iskra električnega obloka pri različnih konstrukcijskih LEYDEN kozarcih nabitih z enako napetostjo.
2. Merjeno količino elektrostatičnim generatorji trenja dela do elektrometra odčitkov ne rastejo na določenem nivoju.
3. Zaključili LEYDEN kozarec na prostem in poskušali jih primerjati proizvedeni električni šok po času.

Vse navedeno je vodil raziskovalcev v čudnih ugotovitev, da visokokakovostni LEYDEN jar prostoren (pod enakimi kvadrati elektrodami in drugimi pogoji enaki). To je verjetno povezano s hitrostjo praznjenja loka v zraku zaradi razlik v ukrivljenosti površin. Volta sila izpust povezan z električnim tokom hitreje tekoče tekočine, pri čemer bolj vroča (z občutki) učinek. Kot rezultat, Volta je ugotovljeno, da je bila edina razlika opredeljuje proces nastanka šoka. Odločil se je, da je dovoljena napetost merjena na dva načina:

1. Po višini statične hitrosti polnjenja generator.
2. Primerjava učinka električnega udara med odpust LEYDEN kozarec.

Volta je pokazala, da je šok je polnjenje LEYDEN kozarec prazen polnim dvakrat manj. Počasi (1782) Volta je prišel do zaključka, da so zgornje vrednosti se nanašajo na vsako drugo: napetosti x zmogljivosti ~ tovora, v moderni svet izgleda kot U C = q ali C = q / U.

Volta je sklenil, da je zmogljivost večja, če pri nižji napetosti imajo večji naboj. Sledi sklep, da je količina akumuliranega tekočine neposredno sorazmerna s površino plošč v ravnini, kondenzatorja. Ki je v skladu s trenutnimi formul. Volta povzeti znanje samovoljnemu vodnikom (eksperimentirali z drogovi LEYDEN kozarcih). S spreminjanjem razdalje med ploščama, je pokazala naslednje:

C ~ S / d.

Kaj je pravzaprav izraz zmogljivosti ravnino kondenzator. Volta razložiti s prisotnostjo odvisnosti od odpornosti (rezistence) med elektrodama, kar pomeni zrak. S spreminjanjem razdalje, ta nastavitev upravlja, ki se spreminja v obe smeri. To je malo v nasprotju s sodobnimi koncepti, ampak Volta pomagal George Omu po 40 letih, da bi se odnos med toka in napetosti.

Dejstvo je, meritev poteka temelji na terenskem delu, kažejo samo zaradi napolni kondenzator. Očitno je, da omenjena energijska vrednost - eden prvih fizikalnih karakteristik, ki se uporabljajo za izpeljavo analitičnih izrazov.

merske enote

Energija in delo se običajno meri v joulih, napetostjo in potenciala - v voltih.

To se imenuje volt potencialno razliko, ko se gibljejo enoto pozitivnega naboja za med, ki je delo opravljeno v 1 Joule.

kapaciteta kondenzatorja

prikazano zgoraj, izražena Volta zmogljivosti kondenzator. Formula bo potrebno pri izračunu energije. Smer linij sile določi Coulomb, v skladu z navedbami ravnotežje torzijske, kar fiziki na koncu prinese svojo formulo. Volta je bil blizu uvedbe koncepta električnega potenciala, ne more odvzeti omembo svojih mentorjev: Beccaria in Cavendish. Zahvaljujoč ljudem omenjenih fizika tesno postalo tesno pogled na magnetizem in elektriko.

Zaposlovanje električnega polja

Električno polje se imenuje potencial. To pomeni, da je delo njegove moči ni odvisna od poti dajatve izključno na energijo začetni in končni položaj. Spomnimo, po definiciji:

Električno polje - to zadevo, s katero električni stroški interakcijo.

Električno polje se uporablja le na električnih nabojev. Ustvarjeno na dva načina:

1. Električni stroški. Daljnovodi začne pozitiven in konča z negativnimi stroški.
2. Spreminjanje magnetnega polja. Ta proizvaja elektromagnetno valovanje, ki se uporablja v generatorju.

Ko pravijo, da so naprave za sevanje vpliva na osebo, in se nanaša na magnetnih in električnih komponent. Še posebej nevarno je prvi, ki je pregledana z velikimi težavami. Električno polje se šteje v šoli med fiziki, se šteje v mirovanju in moč njegove linije so vzporedni. Dva primera:

1. Recimo poteze naboja vzdolž silnic, ki jih na daljavo l. Potem je delo v okviru poenostavljenega formulo A = Fl, kjer F - sila, ki deluje na pristojbine.
2. Predpostavimo, da je naboj preselil iz prejšnje točke na pristranskosti. Tako, da lb projekcija pot na električno omrežje, je spet l. Premočrtno odsek, upogib trupa - V. Delo se izračuna po formuli, ob upoštevanju obeh geometrijskih razmerij A = FlbcosB = Fl.

Ta preprosta zadeva je preprosta za uporabo nobeni obliki napetosti linij. Te stvari pomeni, da v električnem terensko delo ni odvisno od poti in s tem, kar je enako potencialov za razliko terenu: A = P1 - P2. Formula velja za vsako polje. Za prilagoditev izraz, je predstavil koncept električnega potenciala kot agregata v pozitivnega naboja - f = f / Q1. Potem je formula za delo meni drugače.

Električna napetost med dvema točkama se imenuje potencialna razlika med njima. Množenjem omenjenega vrednost za znesek pristojbine kot določeno vrednost, dobimo: A = (F1 - F2) q = U q. Potencial čez polja velikosti je:

p = q / 4 pi ε r,

kjer je q - količina polje za generiranje polnilnega; ε - dielektrična konstanta medija (zraka ali vakuum enotnost); Pi = 3,14; r - razdalja od točke iz omenjenega polnjenja. Formula ni primeren za vse primere, so zgledno. Sprejemljiva uporablja za dajatve porazdeli po površini krogle in točk, ki ležijo izven omenjene površine.

Jakost ploščatega kondenzatorja

V fiziki je pozornost vedno vodi na primer z letalom kondenzator, to samo zgodi. Polje ravnim kondenzator natančno ustreza tistemu zgoraj opisano.

Naj na ploščah obstaja določena dajatev. Očitno je, da je količina je isti, ampak različni znaki. Delo na prenos naboja med elektrodama je enaka A = F d, kjer je širina povprečna vrzel d. Formula neposredno vodi intenzivnosti zaradi: A = E q d = ​​U q (cm. zgoraj). Zato lahko zapišemo, da je E = U / d.

Jakost kaže silo, s katero se enota deluje na točki brezplačno.

Energija iz napolnjenega kondenzatorja

Zdaj pa razmisli, kako izračunati energijo med polnjenjem kondenzatorja. Moramo zapomniti formule potencial s točko brezplačno ustvarili. Razvidno je, da se zmanjšuje linearno daljavo. Toda v tem primeru je prva in pozitivni naboj nahaja na drugi plošči in drugi negativni in se nahaja nasproti. Zato, kot je gibanje v smeri linije sile navedeno naslednjo sliko:

1. pozitivnega naboja morebitne kapljice.
2. Potencialni negativni povečanja polnjenja.

In stopnja rasti je isto. Zato je ravno kondenzator med ploščama potencialne področju ne spremeni. Zdaj pa ne pozabite, od katerega je odvisen. V primeru, da so preiskovane količine konstantna razen brezplačno nabrali na ploščah po vztraja trajno. Torej je potencial postopoma narašča in linearno odvisna od brezplačno, brez daljše pomemben razpored ustreznim postopkom. Izkazalo se je ravno črto.

To pomeni, da je potencial na začetku nič, nato pa se poveča do določene meje. Graf števila potencialnih stroškov bi bila ravna črta (sčasoma razstavljavec). Zdaj pa razloži, zakaj so bile sprejete sklepe:

1. Znano je, da je energija, izražena z delom porabila.
2. Torej je dovoljeno pisati formulo W = U q. Zdi se enostavno, saj je dajatev v zvezi z zmogljivostjo, ampak kaj je napetost? Treba je opozoriti, da je kondenzator eksponentno raste med polnjenjem. Vzemite si čas sestavni? Fiziki so že rešili problem.
3. Potencial (napetost) je linearno odvisna od map, ugotovimo, da je na splošno delovanje povprečja, da ko se premica zmanjšana za delitev z 2.

Rezultat: W = U q / 2. Sedaj nadomestiti tukaj izraz dobljenega Alessandro Volta in ven: W = C U2 / 2. Nastalo izraz in se uporablja pri izračunih.

merilo energije zaračuna kondenzatorja

Pri izračunu moči filter vezja in druge električne filtre stoji problem določanje apoenov. Zdi zadostuje odvzem formulo frekvenčnega resonančnega vezja, vendar preprostost je varljiv. To je enostavno, da se preveri, da je isti odgovor ustreza niza vrednosti. Katero izbrati?

Večja ko je vir energije, moč naprave, večja energetska tukaj poteka v časovni enoti. Za kondenzatorja je odvisna od napetosti in kapacitivnosti kvadrata, za plin - z električnim tokom in induktivnost. Zaslišanje nihanja posameznih obdobij ta številka je enostavno vezati na oblast kot opravljenega dela na enoto časa.

Kot rezultat, bo inženir lahko rekli približno kako velike zmogljivosti je potrebno v posameznem primeru. Izračun se opravi na začetku z energijo napolnjenim kondenzatorja.

Podobno se zgodi v katerem koli tokokrogu. Kondenzatorji se uporabljajo za filtriranje in morajo zlahka prenese želeno frekvenco in da se Prostora, da ne postane ozko grlo v sistemu galvanska izolacija.