Omaan varaan jätetty kaksi samannimistä sähkövarausta ei halua mitään tekemistä toistensa kanssa. He lentävät niin nopeasti kuin pystyvät. Jos hiukkaset siis pakotetaan liikkumaan toisiaan kohti (ja näin tapahtuu esimerkiksi varauksen kertyessä), ne vastustavat tätä kaikin mahdollisin tavoin ja johtimessa olevan varauskonsentraatiotiheyden lisäämiseksi tietty energia täytyy kuluttaa.
Staattisessa tilassa tätä energiaa ei käytetä ja se menetetään peruuttamattomasti. Se varastoidaan sähkökenttänä - eräänlaisena jännityksenä varautuneiden hiukkasten välisessä tilassa - kunnes varausten pitoisuus laskee ja ne saavat takaisin kyvyn liikkua vapaasti.
Tässä tapauksessa varaukset käyttävät sähkön kertynyttä energiaakenttä saavuttaakseen kiihtyvyyden matkallaan.
Kondensaattori on sähköpiirin komponentti, joka on erityisesti suunniteltu varastoimaan sähkökenttä.
Kondensaattorin sähkökentän energia on perusta sen käytölle lukuisissa sähkö- ja elektroniikkalaitteissa.
Yksinkertainen logiikka määrää, että V:n jännitteeseen ladattu kondensaattori vaatii QV joulea energiaa saavuttaakseen uuden tilan, ja tämä arvo on juuri kondensaattorin sähkökentän energia, joka on tallennettu siihen ja on valmis käytettäväksi. käytä.
Valitettavasti terve järki pettää tässä. Se, että tunnet olosi hyväksi oluen juomisen jälkeen, ei tarkoita, että tunnet olosi täsmälleen kaksi kertaa paremmaksi toisen juomisen jälkeen.
Itse asiassa, kun syytteet lähestyvät, he vastustavat sitä yhä kiivaammin. Ilmeisesti tässä on kyse epälineaarisesta prosessista.
Katsotaan kuinka kondensaattorin sähkökentän energia määritetään yksinkertaisen kokeen perusteella.
On tunnettua, että virta määritellään nopeudeksi, jolla varaus liikkuu. Siksi, jos liität kondensaattorin stabiloidun virran lähteeseen, varaus Q kerääntyy levyille tasaisella nopeudella.
Otetaan varaamaton kondensaattori ja liitetään se virtalähteeseen, joka tarjoaa jatkuvan latausvirran I.
Kondensaattorin jännite alkaa nollasta ja kasvaalineaarisesti, kunnes kondensaattori on latautunut täyteen. Sen jälkeen se pysähtyy. Kutsutaan tätä arvoa maksimijännitteeksi V.
Kondensaattorin keskimääräinen jännite latauksen aikana on (V/2) ja keskimääräinen teho on I(V/2). Kondensaattori latautui ajassa T sekuntia, joten latausprosessiin varastoitunut kondensaattorin sähkökentän energia on TI (V/2).
W=1/2QV=1/2CV
Huolimatta siitä, että kokoja on v altava määrä, kondensaattorilaite ei ole kovin monipuolinen.
Useimmat niistä koostuvat kahdesta yhdensuuntaisesta levystä, jotka on erotettu eristeellä. Joskus tämä voileipä kääritään tilan säästämiseksi rullalle. Ja joissakin tapauksissa niissä on useita kerroksia, jotka on yhdistetty tietyllä tavalla.
Kahdesta metallilevystä koostuvan kondensaattorin, joiden fysikaaliset mitat ovat tiedossa, kapasitanssin laskeminen ei yleensä ole vaikeaa, samoin kuin tuloksena olevan kapasitanssin laskeminen, kun kondensaattorit kytketään sarjaan tai rinnan.
