Artiklu dwar L-Enerġija Elettrika maħżuna fil-kapaċitaturi
Il- kapaċitatur huwa magħmul minn żewġ pjanċi kondutturi u, bejn iż-żewġ kondutturi, hemm dielettriku. Għall-ewwel, iż-żewġ kondutturi huma elettrikament newtrali. Sabiex il-kapaċitatur jiffunzjona, kull pjanċa jew folja tal-konduttur trid tkun iċċarġjata elettrikament, fejn l-ammont ta' ċarġ elettriku f'kull konduttur huwa ugwali iżda differenti fit-tip. Ejja ngħidu li wieħed mill-kondutturi ċċarġjati huwa Q = +10 Coulomb , il-konduttur l-ieħor huwa Q = -10 Coulomb. L-eżistenza tal-istess tip kbir iżda oppost ta' ċarġ elettriku fiż-żewġ kondutturi tiġġenera kamp elettriku bejn iż-żewġ pjanċi kondutturi, fejn id-direzzjoni tal-kamp elettriku hija miċ-ċarġ pożittiv għaċ-ċarġ negattiv. Barra minn hekk, hemm ukoll differenza fil-potenzjal elettriku bejn iż-żewġ kondutturi, fejn il-kondutturi ċċarġjati b'mod pożittiv għandhom potenzjal elettriku ogħla filwaqt li l-kondutturi ċċarġjati b'mod negattiv għandhom potenzjal elettriku aktar baxx.
Sabiex iż-żewġ kondutturi jkunu ċċarġjati elettrikament, iż-żewġ kondutturi jkunu konnessi ma' sors ta' enerġija, bħal batterija jew sors ieħor ta' enerġija. Għall-ewwel, iż-żewġ kondutturi jkunu newtrali, fejn in-numru ta' elettroni ċċarġjati b'mod negattiv u protoni ċċarġjati b'mod pożittiv ikun ugwali. Imbagħad l-elettroni jiġu trasferiti minn konduttur għal konduttur ieħor sabiex il-konduttur li jitlef l-elettron isir iċċarġjat b'mod pożittiv u l-konduttur li jirċievi l-elettron isir iċċarġjat b'mod negattiv. In-numru ta' elettroni trasferiti huwa ugwali għan-numru ta' elettroni riċevuti sabiex kull konduttur ikollu l-istess ċarġ elettriku. Innota li meta l-kapaċitatur ikun imqabbad mal-batterija, il-batterija taġixxi biex iċċaqlaq l-elettroni minn konduttur għal ieħor.
Wieħed mill-kondutturi huwa konness mal-pol negattiv u l-konduttur l-ieħor huwa konness mal-pol pożittiv. L-eżistenza ta' differenza fil-potenzjal elettriku (V) bejn iż-żewġ poli tal-batterija tikkawża l-moviment tal-elettroni (q) minn konduttur għall-ieħor. Il-moviment tal-elettroni jieqaf wara li d-differenza fil-potenzjal bejn iż-żewġ kondutturi tkun ugwali għad-differenza fil-potenzjal tal-batterija. Għall-ewwel, meta l-konduttur ma jkunx iċċarġjat elettrikament, ma jkun hemm bżonn l-ebda xogħol biex jiċċaqlaq l-elettroni. Wara li jkun hemm ċarġ elettriku fuq kull konduttur, ikun hemm bżonn xogħol biex jiċċaqlaq l-elettroni. Iktar ma jkun kbir iċ-ċarġ elettriku f'kull konduttur, iktar ikun kbir ix-xogħol biex jiċċaqlaq l-elettroni minħabba l-forza ta' repulsjoni bejn l-elettroni.
Il-moviment tal-elettroni minn konduttur għal ieħor ma jseħħx simultanjament iżda gradwalment sabiex il-vultaġġ elettriku bejn iż-żewġ kondutturi jiżdied ukoll gradwalment. Għalhekk, biex jiġi kkalkulat ix-xogħol totali (W) waqt trasferiment elettriku, jintuża l-valur medju tal-vultaġġ (V/2). Għalhekk, ix-xogħol li jsir biex jiġu mċaqalqa l-elettroni huwa W = Q (V/2) = 1/2 Q V.
Minħabba li x-xogħol biex jiġu mċaqalqa l-elettroni jibdel l-enerġija potenzjali elettrika maħżuna fil-kapaċitatur, l-enerġija potenzjali elettrika maħżuna fil-kapaċitatur hija PE = 1/2 Q V.
Peress li Q = CV, il-formula PE = 1/2 QV tista' tiġi konvertita għal PE = 1/2 QV = 1/2 (CV) (V) = 1/2 CV² u PE = 1/2 QV = 1/2 (Q) (Q/C) = 1/2 Q² / C. Fejn Q = ċarġ elettriku, C = kapaċitanza, V = vultaġġ elettriku.
Enerġija elettrika fil-kamp elettriku
Matul il-proċess tal-preżentazzjoni tal-ċarġ, meta kull konduttur jibda jiġi ċċarġjat bl-elettriku, bejn iż-żewġ pjanċi jew folji, jinħoloq kamp elettriku. Għalhekk, ix-xogħol isir, minbarra li l-konduttur jiġi ċċarġjat bl-elettriku, u indirettament jippreżenta wkoll kamp elettriku bejn iż-żewġ pjanċi jew folji tal-kondutturi. Minħabba li x-xogħol jinbidel fl-enerġija potenzjali elettrika maħżuna fil-kapaċitatur, jista' jiġi kkunsidrat li l-enerġija tinħażen f'kamp elettriku.
Il-formula li ġejja tipprova matematikament ir-relazzjoni bejn l-enerġija potenzjali elettrika u l-kamp elettriku.
Fl-artiklu dwar il-kapaċitatur b'pjanċi paralleli, ġiet derivata l-formula C = Aεo / d u l-artiklu dwar il-potenzjal elettriku ddikjara l-formula V = Ed. Preċedentement, il-formula kienet derivata mill-enerġija potenzjali elettrika maħżuna fil-kapaċitatur, PE = 1/2 CV2.
PE = l-enerġija potenzjali elettrika, A = erja tal-wiċċ, d = distanza, A d = volum, E = kamp elettriku, PE / A d = enerġija potenzjali elettrika għal kull unità ta' volum = densità tal-enerġija.
Il-formula ta' hawn fuq tiddikjara li l-enerġija potenzjali elettrika għal kull unità ta' volum ta' spazju f'kamp elettriku hija proporzjonali għall-kwadru tal-kamp elettriku. Jekk bejn iż-żewġ pjanċi jew folji tal-konduttur ikun hemm dielettriku, allura εo (permittività tal-vakwu) tiġi sostitwita bil-permittività tal-materjal (ε). Għalkemm din l-ekwazzjoni tad-densità tal-enerġija hija derivata bl-użu tal-ekwazzjoni tal-kapaċitatur tal-pjanċi paralleli, din l-ekwazzjoni tapplika wkoll għall-ispazji kollha li għandhom kamp elettriku.
