Energia emmagatzemada en el condensador
Quan el capacitor està connectat a una bateria, les càrregues provenen de la bateria i es guarden en les plaques del capacitor. Però aquest procés d'emmagatzematge d'energia és pas a pas.
Al començament, el capacitor no té cap càrrega o potencial. És a dir, V = 0 volts i q = 0 C.
Ara, en el moment de l'encendiment, tota la tensió de la bateria tensió caurà sobre el capacitor. Una càrrega positiva (q) anirà a la placa positiva del capacitor, però no s'ha fet cap treball per aquesta primera càrrega (q) per arribar a la placa positiva del capacitor des de la bateria. Això és degut al fet que el capacitor no té tensió pròpia entre les seves plaques, sinó que la tensió inicial prové de la bateria. La primera càrrega genera una petita quantitat de tensió entre les plaques del capacitor, i llavors la segona càrrega positiva anirà a la placa positiva del capacitor, però serà rebutjada per la primera càrrega. Com que la tensió de la bateria és més gran que la tensió del capacitor, aquesta segona càrrega es guardarà a la placa positiva.
En aquesta condició, s'ha de fer una petita quantitat de treball per emmagatzemar la segona càrrega al capacitor. De nou, per la tercera càrrega, apareixerà el mateix fenomen. Gradualment, les càrregues vindran a ser emmagatzemades al capacitor contra les càrregues pre-emmagatzemades i el seu petit treball augmenta.
No es pot dir que la tensió del capacitor sigui fixa. Això és degut al fet que la tensió del capacitor no és fixa des del principi. Serà al seu límit màxim quan la potència del capacitor sigui igual a la de la bateria.
Com augmenta l'emmagatzematge de càrregues, la tensió del capacitor augmenta i també l'energia del capacitor augmenta.
Així que, en aquest punt de discussió, l'equació d'energia per al capacitor no es pot escriure com energia (E) = V.q
Com la tensió augmenta, el camp elèctric (E) dins del dielèctric del capacitor augmenta gradualment però en direcció contrària, és a dir, de la placa positiva a la negativa.
Aquí, dx és la distància entre les dues plaques del capacitor.
La càrrega fluirà de la bateria a la placa del capacitor fins que el capacitor tingui la mateixa potència que la bateria.
Així doncs, hem de calcular l'energia del capacitor des del principi fins al moment final en què la càrrega estigui completa.
Suposem que una petita càrrega q es guarda a la placa positiva del capacitor respecte a la tensió de la bateria V i un petit treball realitzat és dW.
Llavors, considerant el temps total de càrrega, podem escriure que,
Ara, analitzem la pèrdua d'energia durant el temps de càrrega d'un capacitor per mitjà d'una bateria.
Com que la bateria té una tensió fixa, la pèrdua d'energia per part de la bateria sempre segueix l'equació, W = V.q, aquesta equació no és aplicable al capacitor ja que no té una tensió fixa des del principi de la càrrega per mitjà de la bateria.
Ara, la càrrega recollida pel capacitor de la bateria és
Ara, la càrrega perduda per la bateria és
Aquesta meitat d'energia de la quantitat total d'energia va al capacitor i la resta de la meitat d'energia es perd automàticament de la bateria i això sempre s'ha de tenir en compte.
Font: Electrical4u.
Declaració: Respecteu l'original, els bons articles mériten ser compartits, si hi ha infracció contacteu per eliminar.
