Två elektriska laddningar med samma namn har inget med varandra att göra. De flyger så fort de kan. Således, om partiklarna tvingas att röra sig mot varandra (och detta händer t.ex. vid ackumulering av en laddning), motstår de detta på alla möjliga sätt, och för att öka laddningskoncentrationstätheten i ledaren, en viss energi måste förbrukas.
I statiskt tillstånd används inte denna energi och går oåterkalleligt förlorad. Det lagras som ett elektriskt fält - en sorts spänning i utrymmet mellan laddade partiklar - tills koncentrationen av laddningar minskar, och de återfår förmågan att röra sig fritt.
I det här fallet använder laddningarna den ackumulerade energin från den elektriskafält för att få acceleration på väg.
En kondensator är en elektrisk kretskomponent speciellt utformad för att lagra ett elektriskt fält.
Energin i det elektriska fältet i en kondensator är grunden för dess användning i många elektriska och elektroniska enheter.
Enkel logik dikterar att en kondensator laddad till en spänning på V kommer att kräva QV joule energi för att nå ett nytt tillstånd, och detta värde är exakt energin från kondensatorns elektriska fält, lagrad i den och redo för använd.
Tyvärr misslyckas sunt förnuft här. Bara för att du mår bra efter att ha druckit en öl betyder det inte att du kommer att må exakt dubbelt så bra efter att ha druckit den andra.
I själva verket, när anklagelserna närmar sig, motsätter de sig det mer och mer häftigt. Uppenbarligen har vi här att göra med en icke-linjär process.
Låt oss se hur energin i det elektriska fältet i en kondensator bestäms baserat på ett enkelt experiment.
Det är känt att strömmen definieras som den hastighet med vilken laddningen rör sig. Därför, om du ansluter kondensatorn till en stabiliserad strömkälla, kommer laddningen Q att ackumuleras på plattorna med en konstant hastighet.
Anta att vi tar en oladdad kondensator och ansluter den till en strömkälla som ger konstant laddningsström I.
Spänningen på kondensatorn börjar från noll och ökarlinjärt tills kondensatorn är fulladdad. Efter det tar det stopp. Låt oss kalla detta värde för den maximala spänningen V.
Den genomsnittliga spänningen över kondensatorn under laddning är (V/2) och medeleffekten är I(V/2). Kondensatorn laddades med tiden T sekunder, så energin i det elektriska fältet hos kondensatorn som lagras under laddningsprocessen är TI (V/2).
W=1/2QV=1/2CV
Trots att det finns ett stort antal storlekar är kondensatorenheten inte särskilt mångsidig.
De flesta av dem består av två parallella plattor åtskilda av ett dielektrikum. Ibland, för att spara utrymme, rullas den här smörgåsen ihop som en rulle. Och i vissa fall har de flera lager, sammankopplade på ett visst sätt.
Att beräkna kapacitansen för en kondensator som består av två metallplattor, med kända fysiska dimensioner, är vanligtvis inte svårt, liksom att beräkna den resulterande kapacitansen när kondensatorer är seriekopplade eller parallellt.
