Kondensaatoris säilitatud energia

Kui kondensaator on ühendatud akuga, laetused tulevad akust ja jäävad salvestatuks kondensaatori plaadidesse. Kuid see energia salvestamise protsess toimub sammeliini.
Alguses ei oma kondensaator mingit laetust ega potentsiaali. st V = 0 voldit ja q = 0 C.

Nüüd lülitamise ajal langeb täisakuline pinge kondensaatori peale. Positiivne laetus (q) tuleb kondensaatori positiivsele plaadile, kuid esimese laetuse (q) tulimisel positiivsele plaadile kondensaatorist akust ei tehata mingit tööd. Sellel põhjustel, et kondensaatoril ei ole algselt plaadide vahel mingit pinget, pigem algne pinge on akust tingitud. Esimene laetus tekitab väikest pinget kondensaatori plaadide vahel, siis tuleb teine positiivne laetus kondensaatori positiivsele plaadile, kuid see repeleeritakse esimese laetuse poolt. Kuna aku pinge on suurem kui kondensaatori pinge, siis see teine laetus salvestatakse positiivsesse plaadisse.

Sellisel juhul tuleb veidi tööd teha, et salvestada teine laetus kondensaatorisse. Samuti toimub kolmanda laetuse puhul sama nähtus. Ajast aja kaupa tulevad laetused kondensaatori plaadidesse vastu võitlema varasemate laetuste vastu ja nende veidi tööd tehes kasvab.

Ei saa öelda, et kondensaatori pinge oleks kindel. See on selle tõttu, et kondensaatori pinge ei ole algselt kindel. See jõuab oma maksimaalse piirini, kui kondensaatori potentss on võrdne aku potentssiga.
Kui laetuste salvestamine suureneb, suureneb kondensaatori pinge ja ka kondensaatori energia.
Niisiis selles arutelu punktis ei saa kondensaatori energia võrrand kirjutada kui energia (E) = V.q
Kuna pinge suureneb, siis elektriväli (E) kondensaatori dielektriku sees suureneb aeg-ajalt, kuid vastupidises suunas, st positiivsest plaadist negatiivse plaani poole.

Siin dx on kondensaatori kahe plaadi vaheline kaugus.

Laetused voolavad akust kondensaatori plaadile, kuni kondensaator saavutab sama potentss nagu aku.
Nii peame arvutama kondensaatori energiat alates esimestest hetkesteni, kui laetused on täielikult salvestatud.

Oletame, et väike laetus q on salvestatud kondensaatori positiivsesse plaadi aku pinge V suhtes ja väike töö on tehtud dW.
Siis, arvestades kogu laetamise aega, saame kirjutada, et,

Nüüd vaatame kondensaatori laetamise ajal aku poolt tekkinud energia kadumist.
Kuna aku pinge on kindel, siis aku poolt tekkinud energia kadumine jälgib alati võrrandit W = V.q, mis ei ole rakendatav kondensaatori puhul, sest see ei omagi kindlat pinget laetamise algusest alates aku poolt.
Nüüd kondensaatorist aku poolt kogutud laetus on

Nüüd aku poolt kadunud laetus on

See pool energia kogu energiast läheb kondensaatori ja teine pool energia kadub automaatselt aku poolt, mida alati meeles pidada.

Allikas: Electrical4u.

Avaldus: Austa originaali, hea artikkel on väärt jagamist, kui on tekkinud rikkumine, siis palun kontaktige meiega artikli kustutamiseks.