ЭНЕРГИЯ ПЛОСКОГО КОНДЕНСАТОРА

 

 

Автор: Как Вы считаете, обладает ли заряженный конденсатор электрической энергией?

Читатель: Я думаю, да. Ведь если замкнуть обкладки заряженного конденсатора накоротко (рис. 4.1), то по соединительным проводам потечет ток, а значит, будет выделяться тепло до тех пор, пока конденсатор полностью не разрядится.

Автор: Верно! Следовательно, для того чтобы зарядить конденсатор, необходимо затратить энергию.

Задача 4.1. Вычислить энергию W плоского конденсатора заряда Q, если напряжение между его обкладками равно U.

 

Q U Решение. Энергию плоского конденсатора можно посчитать как работу внешней силы, которую надо совершить при зарядке конденсатора. Будем забирать с отрицательно заряженной пластины положительные заряды
W = ?
 

маленькими порциями Dqi и переносить их на положительно заряженную пластину до тех пор, пока между пластинами не установится напряжение U (рис. 4.2).

Рис. 4.2 Рис. 4.3

Построим график зависимости напряжения и от величины заряда пластины u(q). Так как С = q/u, то u = q/C, т.е. напряжение линейно зависит от величины заряда (рис. 4.3). Пусть в некоторый момент времени напряжение между пластинами равно иi. Тогда при переносе заряда Dqi внешняя сила должна совершить положительную работу DАi = Dqiui. Эта работа численно равна площади заштрихованного прямоугольника со сторонами Dqi и ui.

Общую работу по зарядке конденсатора можно вычислить как сумму всех малых работ DАi:

.

Эта работа вычисляется как площадь прямоугольного треугольника с катетами U и Q: . Эта работа и равна энергии заряженного конденсатора.

Ответ:

. (4.1)

Используя соотношения Q = и U = Q/C, получим еще два выражения для энергии конденсатора:

. (4.2)

. (4.3)

СТОП! Решите самостоятельно: А1–А5, В1, В2, С1.

 








Дата добавления: 2016-04-11; просмотров: 1194;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.004 сек.