Aan hun lot overgelaten, twee elektrische ladingen met dezelfde naam willen niets met elkaar te maken hebben. Ze vliegen zo snel als ze kunnen. Dus als de deeltjes gedwongen worden om naar elkaar toe te bewegen (en dit gebeurt bijvoorbeeld bij het accumuleren van een lading), weerstaan ze dit op alle mogelijke manieren, en om de ladingsconcentratiedichtheid in de geleider te verhogen, een bepaalde energie moet worden uitgegeven.
In een statische toestand wordt deze energie niet gebruikt en gaat ze onherstelbaar verloren. Het wordt opgeslagen als een elektrisch veld - een soort spanning in de ruimte tussen geladen deeltjes - totdat de ladingsconcentratie afneemt en ze weer vrij kunnen bewegen.
In dit geval gebruiken de ladingen de geaccumuleerde energie van de elektrischeveld om onderweg versnelling te krijgen.
Een condensator is een onderdeel van een elektrisch circuit dat speciaal is ontworpen om een elektrisch veld op te slaan.
De energie van het elektrische veld van een condensator is de basis van het gebruik ervan in tal van elektrische en elektronische apparaten.
Eenvoudige logica dicteert dat een condensator die is opgeladen tot een spanning van V QV joule energie nodig heeft om een nieuwe toestand te bereiken, en deze waarde is precies de energie van het elektrische veld van de condensator, erin opgeslagen en klaar voor gebruik.
Helaas fa alt het gezond verstand hier. Alleen omdat je je goed voelt na het drinken van een biertje, wil nog niet zeggen dat je je precies twee keer zo goed voelt na het drinken van de tweede.
In feite, naarmate de aanklacht nadert, verzetten ze zich er steeds feller tegen. Het is duidelijk dat we hier te maken hebben met een niet-lineair proces.
Laten we eens kijken hoe de energie van het elektrische veld van een condensator wordt bepaald op basis van een eenvoudig experiment.
Het is bekend dat de stroom wordt gedefinieerd als de snelheid waarmee de lading beweegt. Daarom, als u de condensator aansluit op een bron van gestabiliseerde stroom, zal de lading Q zich met een constante snelheid op de platen ophopen.
Stel dat we een ongeladen condensator nemen en deze aansluiten op een voeding die een constante laadstroom I. levert
Spanning op de condensator begint vanaf nul en neemt toelineair totdat de condensator volledig is opgeladen. Daarna stopt het. Laten we deze waarde de maximale spanning V noemen.
De gemiddelde spanning over de condensator tijdens het opladen is (V/2) en het gemiddelde vermogen is respectievelijk I(V/2). De condensator is opgeladen in tijd T seconden, dus de energie van het elektrische veld van de condensator die tijdens het opladen is opgeslagen, is TI (V/2).
W=1/2QV=1/2CV
Ondanks het bestaan van een enorm aantal maten, is het condensatorapparaat niet erg divers.
De meeste bestaan uit twee evenwijdige platen, gescheiden door een diëlektricum. Soms wordt deze sandwich, om ruimte te besparen, als een rol opgerold. En in sommige gevallen hebben ze meerdere lagen die op een bepaalde manier met elkaar verbonden zijn.
Het berekenen van de capaciteit van een condensator bestaande uit twee metalen platen, met bekende fysieke afmetingen, is meestal niet moeilijk, evenals het berekenen van de resulterende capaciteit wanneer condensatoren in serie of parallel zijn geschakeld.
