충전된 커패시터의 에너지, 커패시터 사용

금속은 우수한 전기 전도체입니다. 그들은 전하가 없는 자유 전자 운반체를 가지고 있기 때문에 전기를 전도합니다. 예를 들어 일정한 EMF 소스를 사용하여 구리선의 끝 부분에 전위차가 발생하면 그러한 와이어에 전류가 발생합니다. 전자는 EMF의 음극 단자에서 앞으로 나옵니다. 소스 - 양극 단자로.

반대로 유전체는 자유 전하 캐리어가 없기 때문에 전류의 전도체가 아닙니다. 유전체의 양전하 및 음전하 캐리어는 서로 연결되어 있으며 외부 전기장에서는 회전만 할 수 있지만 전기장의 영향으로 병진 이동할 수 없는 소위 전기 쌍극자를 형성합니다.

이에 대한 추가 정보: 금속과 유전체의 차이점, 그리고 유전체가 전기를 전도하지 않는 이유

예를 들어, PVC 파이프 형태의 유전체 조각을 생각해 보십시오(폴리염화비닐은 유전체입니다).튜브의 외부 표면을 달라붙는 필름으로 덮고 내부에 더 구겨진 호일을 포장하여 튜브의 내부 벽 전체에 닿도록 합니다.

이제 EMF 소스를 취하면 배터리 24 볼트의 음극을 내부 호일에 양극을 외부에 연결하면 호일의 두 부분이 배터리에서 다른 부호의 전하를 받고 내부에서 외부로 향하는 전기장이 발생합니다. PVC 파이프 벽의 전체 볼륨에서 작동합니다.

따라서 이 전기장에서 유전체 분자(PVC)는 외부 전기장에 따라 방향을 바꾸게 됩니다. 유전체는 극성이다 그 구성 분자는 각각 음극 (배터리 플러스에 연결된 호일)으로, 양극은 음극으로, 음극은 바깥쪽으로 향하게합니다. 배터리를 제거합시다.

양전하는 바깥쪽을 향한 PVC 분자의 음전하 면에 의해 여전히 유지되기 때문에 외부 호일에 남아 있고, 내부에 음전하가 남아 있는 것은 전환된 유전체 분자의 양전하 면에 의해 유지되기 때문입니다. 안으로. 모든 것은 정전기 법칙에 따라 완전히 일어났습니다.

이제 펜치로 호일의 외부와 내부를 닫으면 닫는 순간 작은 스파크를 볼 수 있습니다. 플레이트의 반대 전하가 서로 끌어 당겨 와이어 (집게)와 유전체를 통해 전류를 발생시킵니다. 원래 중립 상태로 돌아갑니다.

유전체 튜브와 두 개의 호일 플레이트로 구성된 이 장치에서 배터리가 연결될 때 전기 에너지.

유사한 구성을 가진 장치는 다음과 같이 불립니다. 서로 격리된 전도성 판 사이에 둘러싸인 유전체 전기 커패시터.

흥미 롭습니다.커패시터 및 배터리 - 차이점은 무엇입니까?

역사적으로 최초의 프로토타입 축전기인 라이덴 은행은 1745년 독일 물리학자 에발트 위르겐 폰 클라이스트가 라이덴에서 네덜란드 물리학자 페터 반 무셴브뤼크가 독립적으로 발명했습니다.

충전된 커패시터의 에너지는 충전되는 전압(플레이트 간의 전위차)에 따라 달라집니다. 왜냐하면 우리는 서로 분리된 플레이트에서 반대 전하의 포텐셜 에너지에 대해 이야기하고 있기 때문입니다.

따라서 이 에너지는 전하가 서로 끌릴 때 전계가 할 일(또는 축전기를 충전하는 동안 전하가 분리될 때 소스가 할 일)과 동일합니다. 전하의 기본 부분을 한 판에서 다른 판으로 옮기는 기본 작업은 다음과 같습니다.

서로 다른 구성의 커패시터는 동일한 전하량으로 충전될 때 플레이트 간에 다른 전위차를 경험하게 됩니다. 또한 서로 다른 커패시터의 경우 플레이트에 적용된 서로 다른 전압으로 인해 양적으로 다른 전하가 발생한다고 말할 수 있습니다.

실제로 이것은 각 커패시터가 구성, 플레이트의 모양, 유전체의 유전 상수 등과 관련하여 특정 커패시터를 특징짓는 특성인 특정 상수 값을 가짐을 의미합니다. 이 매개변수는 전기 용량 C. 커패시터 q의 전하는 다음과 같이 플레이트 U 사이의 전위차와 관련이 있습니다.

따라서 일단 적분된 충전 커패시터의 총 에너지에 대한 표현은 다음과 같이 쓸 수 있습니다.

오늘날 커패시터는 다양한 과학 및 기술 분야에서 사용됩니다. 전기 에너지 저장 장치, 전원 공급 장치의 파동을 평활화하는 필터, 전자 장치의 RC 회로 제어, 무효 전력 보상 장치, 유도 설비 및 무선 장치의 일부 진동 회로, 강력한 펄스 발생기, 전자기 가속기, 대기 습도계 등

자세한 내용은 여기를 참조하세요.전기 회로에 커패시터가 사용되는 이유는 무엇입니까?