Overlatt til seg selv, to elektriske ladninger med samme navn vil ikke ha noe med hverandre å gjøre. De flyr så fort de kan. Således, hvis partiklene blir tvunget til å bevege seg mot hverandre (og dette skjer for eksempel ved akkumulering av en ladning), motstår de dette på alle mulige måter, og for å øke ladningskonsentrasjonstettheten i lederen, en viss energi må brukes.
I statisk tilstand brukes ikke denne energien og går uopprettelig tapt. Det lagres som et elektrisk felt – en slags spenning i rommet mellom ladede partikler – til konsentrasjonen av ladninger avtar, og de gjenvinner evnen til å bevege seg fritt.
I dette tilfellet bruker ladningene den akkumulerte energien til det elektriskefelt for å oppnå akselerasjon på vei.
En kondensator er en elektrisk kretskomponent spesielt utviklet for å lagre et elektrisk felt.
Energien til det elektriske feltet til en kondensator er grunnlaget for bruken i en rekke elektriske og elektroniske enheter.
Enkel logikk tilsier at en kondensator ladet til en spenning på V vil kreve QV joule energi for å nå en ny tilstand, og denne verdien er nettopp energien til det elektriske feltet til kondensatoren, lagret i den og klar for bruk.
Dessverre svikter sunn fornuft her. Bare fordi du føler deg bra etter å ha drukket en øl, betyr det ikke at du vil føle deg nøyaktig dobbelt så god etter å ha drukket den andre.
Faktisk, etter hvert som anklagene nærmer seg, motsetter de seg det mer og mer hardt. Her har vi selvsagt å gjøre med en ikke-lineær prosess.
La oss se hvordan energien til det elektriske feltet til en kondensator bestemmes basert på et enkelt eksperiment.
Det er kjent at strømmen er definert som hastigheten ladningen beveger seg med. Derfor, hvis du kobler kondensatoren til en kilde med stabilisert strøm, vil ladningen Q samle seg på platene med en konstant hastighet.
Anta at vi tar en uladet kondensator og kobler den til en strømforsyning som gir konstant ladestrøm I.
Spenningen på kondensatoren starter fra null og økerlineært til kondensatoren er fulladet. Etter det stopper det. La oss kalle denne verdien den maksimale spenningen V.
Den gjennomsnittlige spenningen over kondensatoren under lading er (V/2), og gjennomsnittlig effekt er henholdsvis I(V/2). Kondensatoren ble ladet i tid T sekunder, så energien til det elektriske feltet til kondensatoren som er lagret under lading, er TI (V/2).
W=1/2QV=1/2CV
Til tross for at det finnes et stort antall størrelser, er ikke kondensatorenheten veldig variert.
De fleste av dem består av to parallelle plater atskilt med et dielektrikum. Noen ganger, for å spare plass, rulles denne sandwichen sammen som en rull. Og i noen tilfeller har de flere lag, koblet sammen på en bestemt måte.
Å beregne kapasitansen til en kondensator som består av to metallplater, med kjente fysiske dimensjoner, er vanligvis ikke vanskelig, i tillegg til å beregne den resulterende kapasitansen når kondensatorer er koblet i serie eller parallelt.
