Energi lagret i kondensator
Når en kondensator er koblet til en batteri, kommer ladningene fra batteriet og lagres i kondensatorplater. Men denne prosessen med energilagring skjer trinn for trinn.
For tiden har kondensatoren ingen ladning eller potensial. dvs. V = 0 volt og q = 0 C.
Nå, når det aktiveres, vil fullt batterispenn fall over kondensatoren. En positiv ladning (q) vil komme til den positive platen av kondensatoren, men det blir ikke utført noen arbeid for at denne første ladningen (q) skal komme til den positive platen av kondensatoren fra batteriet. Dette er fordi kondensatoren ikke har sitt eget spenn over platene, snarere er det initielle spennet grunnet batteriet. Første ladning bygger litt spenn over kondensatorplatene, og deretter kommer den andre positive ladningen til den positive platen av kondensatoren, men blir avvist av den første ladningen. Siden batteriets spenn er høyere enn kondensatorens spenn, vil denne andre ladningen bli lagret på den positive platen.
Under disse omstendighetene må litt arbeid gjøres for å lagre den andre ladningen i kondensatoren. Igen, for den tredje ladningen, vil samme fenomen forekomme. Gradvis vil ladninger bli lagret i kondensatoren mot forhånds-lagrede ladninger, og deres lille mengde arbeid øker.
Det kan ikke si at kondensatorspennet er fast. Dette er fordi kondensatorspennet ikke er fast fra begynnelsen. Det vil være på sin maksimale grense når kapasiteten til kondensatoren er lik batteriets.
Når lagringen av ladninger øker, øker kondensatorspennet og også energien til kondensatoren.
Så ved dette diskusjonspunktet kan energiligningen for kondensatoren ikke skrives som energi (E) = V.q
Når spennet øker, øker elektriske felt (E) inni kondensatordielektrikken gradvis, men i motsatt retning, altså fra den positive platen til den negative platen.
Her er dx avstanden mellom de to platene av kondensatoren.
Ladning vil flyte fra batteriet til kondensatorplaten inntil kondensatoren oppnår samme kapasitet som batteriet.
Så vi må beregne energien til kondensatoren fra begynnelsen til det siste øyeblikket da ladningen er full.
La oss anta at en liten ladning q lagres på den positive platen av kondensatoren i forhold til batteriets spenn V, og et lite arbeid utføres, dW.
Ved å ta hensyn til total ladeperiode, kan vi skrive at,
Nå går vi inn på energitapet under ladetiden av en kondensator av et batteri.
Siden batteriet har et fast spenn, følger energitapet av batteriet alltid ligningen, W = V.q, denne ligningen er ikke gyldig for kondensatoren siden den ikke har et fast spenn fra begynnelsen av ladingen fra batteriet.
Nå, ladningen samlet av kondensatoren fra batteriet er
Nå ladning tapt av batteriet er
Denne halve energien fra totalmengden energi går til kondensatoren, mens resten av energien automatisk mister seg fra batteriet, og dette bør alltid huskes.
Kilde: Electrical4u.
Erklæring: Respekt for originalverket, godt artikkel verdig å deles, ved kränkelse kontakt for sletting.
Anbefalt
