رها شده به حال خود، دو بار الکتریکی به همین نام هیچ ارتباطی با یکدیگر ندارند. آنها تا آنجا که می توانند سریع پرواز می کنند. بنابراین، اگر ذرات مجبور شوند به سمت یکدیگر حرکت کنند (و این اتفاق می افتد، مثلاً در هنگام انباشتن بار)، آنها به هر طریق ممکن در برابر این مقاومت مقاومت می کنند و برای افزایش چگالی غلظت بار در هادی، انرژی خاصی وجود دارد. باید خرج شود.
در حالت ایستا، این انرژی استفاده نمی شود و به طور جبران ناپذیری از دست می رود. این به عنوان یک میدان الکتریکی - نوعی کشش در فضای بین ذرات باردار - ذخیره می شود تا زمانی که غلظت بارها کاهش یابد و دوباره توانایی حرکت آزادانه را پیدا کنند.
در این مورد، بارها از انرژی انباشته شده الکتریکی استفاده می کنندمیدانی برای به دست آوردن شتاب در راه است.
خازن یک جزء مدار الکتریکی است که به طور خاص برای ذخیره میدان الکتریکی طراحی شده است.
انرژی میدان الکتریکی یک خازن اساس استفاده از آن در بسیاری از وسایل الکتریکی و الکترونیکی است.
منطق ساده حکم می کند که خازن شارژ شده با ولتاژ V برای رسیدن به حالت جدید به ژول QV انرژی نیاز دارد و این مقدار دقیقاً انرژی میدان الکتریکی خازن است که در آن ذخیره شده و آماده است. استفاده کنید.
متأسفانه عقل سلیم در اینجا شکست می خورد. فقط به این دلیل که بعد از نوشیدن آبجو احساس خوبی دارید، به این معنی نیست که بعد از نوشیدن آبجو دقیقاً دو برابر احساس خوبی خواهید داشت.
در واقع، با نزدیک شدن به اتهامات، آنها بیشتر و شدیدتر در برابر آن مقاومت می کنند. بدیهی است که در اینجا با یک فرآیند غیر خطی سروکار داریم.
بیایید ببینیم چگونه انرژی میدان الکتریکی یک خازن بر اساس یک آزمایش ساده تعیین می شود.
مشخص است که جریان به عنوان سرعتی که بار با آن حرکت می کند تعریف می شود. بنابراین، اگر خازن را به منبع جریان تثبیت شده وصل کنید، شارژ Q با نرخ ثابتی روی صفحات جمع می‌شود.
فرض کنید یک خازن بدون شارژ می گیریم و آن را به منبع تغذیه ای وصل می کنیم که جریان شارژ ثابت I را ارائه می دهد.
ولتاژ خازن از صفر شروع می شود و افزایش می یابدبه صورت خطی تا زمانی که خازن به طور کامل شارژ شود. پس از آن متوقف می شود. بیایید این مقدار را حداکثر ولتاژ V بنامیم.
میانگین ولتاژ خازن در طول شارژ (V/2) و میانگین توان به ترتیب I(V/2) است. خازن در زمان T ثانیه شارژ شد، بنابراین انرژی میدان الکتریکی خازن ذخیره شده در فرآیند شارژ TI (V/2) است.
W=1/2QV=1/2CV
علی رغم وجود تعداد زیادی اندازه، دستگاه خازن چندان متنوع نیست.
اکثر آنها از دو صفحه موازی تشکیل شده اند که توسط یک دی الکتریک از هم جدا شده اند. گاهی برای صرفه جویی در فضا، این ساندویچ را مانند رول حلقه می کنند. و در برخی موارد آنها چندین لایه دارند که به روش خاصی به هم متصل شده اند.
محاسبه ظرفیت خازن متشکل از دو صفحه فلزی، با ابعاد فیزیکی مشخص، معمولاً دشوار نیست، همچنین محاسبه ظرفیت خازن حاصل از اتصال سری یا موازی خازن ها.
