Materyèl pou estoke enèji elektrik nan kondansateur
Yon kondansateur fèt ak de plak/fèy kondiktè epi ant de kondiktè yo genyen yon dyelèktrikOkòmansman, tou de kondiktè yo pa chaje elektrikman. Pou kondansateur a fonksyone, chak plak/fèy kondiktè a dwe chaje elektrikman, kote kantite chaj elektrik sou chak kondiktè a se menm men diferan kalite. Pa egzanp, yon kondiktè gen yon chaj Q = +10 Coulomb, apre sa lòt kondiktè a gen yon chaj Q = -10 Coulomb. Egzistans chaj elektrik menm mayitid men kalite opoze nan tou de kondiktè yo bay nesans chan elektrik ant de plak kondiktè yo, kote direksyon chan elektrik la soti nan chaj pozitif la rive nan chaj negatif la. Anplis de sa, yon diferans potansyèl elektrik rive tou ant de kondiktè yo, kote kondiktè ki chaje pozitivman an gen yon potansyèl elektrik ki pi wo pandan ke kondiktè ki chaje negatif la gen yon potansyèl elektrik ki pi ba.
Pou chaje tou de kondiktè yo, yo konekte yo ak yon sous kouran, tankou yon pil oswa yon lòt sous kouran. Okòmansman, tou de kondiktè yo net, ak yon kantite egal de elektwon chaje negatif ak pwoton chaje pozitivman. Apre sa, elektwon yo transfere soti nan yon kondiktè al nan lòt la, sa ki lakòz kondiktè a ki pèdi elektwon vin chaje pozitivman epi kondiktè a ki pran elektwon vin chaje negatif. Kantite elektwon ki transfere yo egal ak kantite elektwon ki resevwa yo, sa ki lakòz chak kondiktè gen menm chaj elektrik la. Li enpòtan pou note ke lè yon kondansateur konekte ak yon pil, pil la aji kòm yon kondiktè, li transfere elektwon soti nan yon kondiktè al nan lòt la.
Yon kondiktè konekte ak pòl negatif la epi lòt kondiktè a konekte ak pòl pozitif la. Prezans yon diferans potansyèl elektrik (V) ant de tèminal batri yo lakòz transfè elektwon (q) soti nan yon kondiktè al nan lòt la. Transfè elektwon yo sispann yon fwa diferans potansyèl ant de kondiktè yo egal a diferans potansyèl batri a. Okòmansman, lè kondiktè yo pa chaje elektrikman, pa gen okenn travay ki nesesè pou deplase elektwon yo. Yon fwa gen yon chaj elektrik sou chak kondiktè, travay ki nesesè pou deplase elektwon yo. Plis chaj elektrik la gwo sou chak kondiktè, se plis travay ki nesesè pou deplase elektwon yo akòz fòs repilsif ki genyen ant elektwon yo.
Transfè elektwon yo soti nan yon kondiktè al nan yon lòt pa fèt an menm tan men piti piti pou vòltaj elektrik ant de kondiktè yo ogmante piti piti tou. Kidonk, pou kalkile travay total la (W) pandan transfè elektwon an, yo itilize valè vòltaj mwayèn nan (V/2). Kidonk, travay ki fèt pou deplase elektwon yo se W = Q (V/2) = 1/2 Q V. Paske travay pou deplase elektwon yo konvèti an enèji potansyèl elektrik ki estoke nan kondansateur a, enèji potansyèl elektrik ki estoke nan kondansateur a se EP = 1/2 Q V. Paske Q = CV, fòmil EP = 1/2 QV a ka chanje pou EP = 1/2 QV = 1/2 (CV)(V) = 1/2 CV.2 epi EP = 1/2 QV = 1/2 (Q)(Q/C) = 1/2 Q2/W. Deskripsyon: Q = chaj elektrik, C = kapasitans, V = vòltaj elektrik.
Enèji elektrik nan yon chan elektrik
Pandan pwosesis chaj la, lè chak kondiktè kòmanse chaje, yon chan elektrik kreye ant de plak/fèy kondiktè yo. Kidonk, travay ki fèt la pa sèlman lakòz kondiktè a vin chaje elektrikman, men tou, endirèkteman, kreye yon chan elektrik ant de plak/fèy kondiktè yo. Piske travay la konvèti an enèji potansyèl elektrik ki estoke nan kondansateur a, nou ka konsidere ke enèji estoke nan chan elektrik la.
Fòmil sa a derive pou pwouve matematikman relasyon ki genyen ant enèji potansyèl elektrik ak chan elektrik yo.
Nan atik ki gen tit la kondansateur plak paralèl fòmil C = A ε a te sòtio/s ak nan atik ki gen tit la potansyèl elektrik Yo te deja bay fòmil V = E s la. Anvan sa, yo te deja derive fòmil pou enèji potansyèl elektrik ki estoke nan yon kondansateur, sètadi EP = 1/2 CV.2.
Deskripsyon fòmil la: EP = enèji potansyèl elektrik, A = sifas, s = distans, A s = volim, E = chan elektrik, EP/A s = enèji potansyèl elektrik pou chak inite volim = dansite enèji.
Fòmil ki anwo a deklare ke enèji potansyèl elektrik pou chak inite volim espas nan yon chan elektrik pwopòsyonèl ak kare chan elektrik la. Si gen yon dyelèktrik ant de plak/fèy kondiktè yo, alò εo (pèmitivite espas vid) ranplase pa pèmitivite materyèl (ε). Malgre ke ekwasyon dansite enèji sa a sòti nan ekwasyon kondansateur plak paralèl la, ekwasyon sa a aplike tou nan tout espas ki gen yon chan elektrik.
