Energia na Naka-imbak sa Capacitor

Kapag ang capacitor ay konektado sa battery, ang mga kargamento mula sa battery ay nakolekta at inimbak sa plato ng capacitor. Ngunit ang proseso ng pag-imbak ng enerhiya ay nangyayari lang step by step.
Simula pa lamang, wala pang anumang kargamento o potensyal ang capacitor. i.e. V = 0 volts at q = 0 C.

Ngayon, sa oras ng switching, ang buong voltage ng battery ay bababa sa capacitor. Ang positibong kargamento (q) ay pupunta sa positibong plato ng capacitor, ngunit walang gawain na ginawa para sa unang kargamento (q) na pumunta sa positibong plato ng capacitor mula sa battery. Ito ay dahil sa capacitor ay hindi may sariling voltage sa kanyang plato, kundi ang unang voltage ay dahil sa battery. Ang unang kargamento ay lumilikha ng kaunti na amount ng voltage sa plato ng capacitor, at pagkatapos ay ang ikalawang positibong kargamento ay pupunta sa positibong plato ng capacitor, ngunit tinatanggihan ito ng unang kargamento. Dahil ang battery voltage ay mas mataas kaysa sa capacitor voltage, ang ikalawang kargamento ay iminumok sa positibong plato.

Sa kondisyong ito, isang kaunting amount ng gawain ay dapat gawin upang iminumok ang ikalawang charge in the capacitor. Muli, para sa ikatlong kargamento, magaganap ang parehong phenomenon. Bukod-tuloy, ang mga kargamento ay iminumok sa capacitor laban sa naunang iminumok na kargamento at ang kanilang kaunting amount ng gawain ay tumataas.

Hindi masasabi na ang capacitor voltage ay fixed. Ito ay dahil ang capacitor voltage ay hindi fixed mula simula. Ito ay magiging sa kanyang maximum limit kapag ang potensyal ng capacitor ay katumbas na ng battery.
Kapag tumaas ang iminumok na kargamento, tumaas din ang voltage ng capacitor at ang enerhiya ng capacitor.
Kaya, sa punto ng usapan, ang equation ng enerhiya para sa capacitor ay hindi maaaring isulat bilang enerhiya (E) = V.q
Kapag tumaas ang voltage, ang electric field (E) sa loob ng dielectric ng capacitor ay tumaas gradual pero sa kabaligtaran na direksyon, i.e., mula sa positibong plato hanggang sa negatibong plato.

Dito, ang dx ay ang layo sa pagitan ng dalawang plato ng capacitor.

Ang kargamento ay lalabas mula sa battery patungo sa plato ng capacitor hanggang sa makamtan ng capacitor ang parehong potensyal ng battery.
Kaya, kailangan nating kalkulahin ang enerhiya ng capacitor mula simula hanggang sa huling minuto ng pagkamukha ng punong kargamento.

Suppose, ang kaunting kargamento q ay inimbak sa positibong plato ng capacitor sa pamamagitan ng battery voltage V at ang kaunting gawain na ginawa ay dW.
Pagkatapos, sa kabuuang oras ng pag-load, maaari nating isulat na,

Ngayon, susundin natin ang energy loss sa oras ng pag-load ng capacitor ng battery.
Dahil ang battery ay nasa fixed voltage, ang energy loss ng battery ay laging sumusunod sa equation, W = V.q, ang equation na ito ay hindi applicable para sa capacitor dahil wala itong fixed voltage mula simula ng pag-load ng battery.
Ngayon, ang kargamento na inilipat ng capacitor mula sa battery ay

Ngayon, ang kargamento na nawalan ng battery ay

Ang kalahati ng enerhiya mula sa kabuuang enerhiya ay napupunta sa capacitor at ang iba pang kalahati ng enerhiya ay awtomatikong nawawala mula sa battery at ito ay dapat palaging tandaan.

Source: Electrical4u.

Statement: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.