Energia na Naka-imbak sa Capacitor

Kapag ang capacitor ay nakakonekta sa battery, ang mga kargamento mula sa battery ay nakukumpol sa mga plato ng capacitor. Ngunit ang prosesong ito ng pag-imbak ng enerhiya ay bahagi-bahagi lamang.
Simula pa lang, walang kargamento o potensyal ang capacitor. i.e. V = 0 volts at q = 0 C.

Ngayon, sa oras ng pag-switch, ang buong voltage ng battery ay bumababa sa capacitor. Ang positibong kargamento (q) ay pumapasok sa positibong plato ng capacitor, ngunit walang ginawa para sa unang kargamento (q) na pumunta sa positibong plato ng capacitor mula sa battery. Ito ay dahil ang capacitor ay walang sariling voltage sa kanyang mga plato, mas ang unang voltage ay dahil sa battery. Ang unang kargamento ay lumilikha ng kaunti ng voltage sa mga plato ng capacitor, at pagkatapos ang pangalawang positibong kargamento ay pumapasok sa positibong plato ng capacitor, ngunit tinutulak nito ng unang kargamento. Dahil ang battery voltage ay mas mataas kaysa sa capacitor voltage, ang pangalawang kargamento na ito ay iminom sa positibong plato.

Sa kondisyong ito, isang kaunting trabaho ay kailangan upang imbakan ang pangalawang charge in the capacitor. Muli, para sa ikatlong kargamento, parehong pangyayari ang magaganap. Bukod-tanging ang mga kargamento ay pumapasok sa capacitor laban sa mga pre-stored na kargamento at ang kanilang kaunting trabaho ay lumalaki.

Hindi masasabi na ang voltage ng capacitor ay tiyak. Dahil ang voltage ng capacitor ay hindi tiyak simula pa lang. Ito ay magiging sa kanyang pinakamataas na hangganan kapag ang potensyal ng capacitor ay katumbas na ng battery.
Kapag tumaas ang pag-imbak ng kargamento, tumaas din ang voltage ng capacitor at ang enerhiya ng capacitor.
Kaya sa punto ng usapan, ang enerhiya equation para sa capacitor ay hindi maaaring isulat bilang enerhiya (E) = V.q
Dahil tumaas ang voltage, ang electric field (E) sa loob ng dielectric ng capacitor ay tumaas ng kaunti ngunit sa kabaligtarang direksyon, i.e. mula sa positibong plato patungo sa negatibong plato.

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

Ang kargamento ay lalakad mula sa battery patungo sa plato ng capacitor hanggang sa ang capacitor ay makamtan ang parehong potensyal ng battery.
Kaya, kailangan nating kalkulahin ang enerhiya ng capacitor mula sa simula hanggang sa huling sandali ng pagkakumpleto ng kargamento.

Suposin, isang kaunting kargamento q ay iminom sa positibong plato ng capacitor sa pamamagitan ng battery voltage V at isang kaunting trabaho na dW.
Pagkatapos, sa kabuuang oras ng pag-charge, maaari nating isulat na,

Ngayon, titingnan natin ang pagkawala ng enerhiya sa oras ng pag-charge ng capacitor ng battery.
Dahil ang battery ay may tiyak na voltage, ang pagkawala ng enerhiya ng battery ay laging sumusunod sa equation, W = V.q, ang equation na ito ay hindi applicable para sa capacitor dahil wala itong tiyak na voltage mula sa simula ng pag-charge ng battery.
Ngayon, ang kargamento na inilipat ng capacitor mula sa battery ay

Ngayon, ang kargamento na nawala ng battery ay

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

Source: Electrical4u.

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