Расчет энергии в конденсаторе

Конденсатор представляет собой накопитель энергии, состоящий из двух обкладок с электрическими выводами, между которыми располагается слой диэлектрика.

Конструкция конденсатора
Конструкция плоского конденсатора

Особенность этого элемента состоит в том, что с его помощью удается на какое-то время аккумулировать заряд, удерживая его в созданном между обкладками электрическом поле. Энергии в конденсаторе тем больше, чем больше емкость самого конденсатора и напряжение на нем. Запасаемая энергия в конденсаторе может быть представлена следующим образом:

W=(CU2)/2=q2/2C=qU/2

где,

  • W – энергия заряженного конденсатора, в калькуляторе обозначена буквой Е (ДЖ);
  • С – емкость плоского конденсатора (Ф);
  • U – напряжение на пластинах конденсатора (В);
  • q – электрический заряд на пластинах конденсатора.

Необходимость в определении накопленной энергии довольно часто возникает при расчете временных параметров срабатывания электронных компонентов или же промежутков, соответствующих фазам переходных процессов.

Все эти выкладки удобнее производить, если воспользоваться возможностями онлайн-калькулятора расчета энергии в конденсаторе. Для этого в предложенные формы следует внести показатель емкости, приложенное к обкладкам прибора напряжение, а также сопротивление, образующее зарядную цепочку (рисунок ниже).

Электрическая схема заряда конденсатора

По завершении вычислений калькулятор выдаст данные об аккумулируемой в конденсаторе энергии и времени зарядки.

Напряжение (V): В
Емкость (C): мкФ
Сопротивление (R): Ом
T (RC): секунд
E: Джоулей

Из практики и аналитических расчетов известно, что энергия определяется лишь элементами цепочки (не зависит от внешнего напряжения). Для его вычисления аналитическим методом используется известное соотношение, согласно которому время заряда составляет обычно 3-5T, где T = RC

  • T – длительность зарядки, который зависит от параметров элемента;
  • R – омическое сопротивление конденсатора;
  • С – емкость конденсатора.

Из него следует, что с увеличением номиналов самих элементов (сопротивления или емкости) длительность зарядки последней также возрастает.

Нажмите, пожалуйста, на одну из кнопок, чтобы узнать помогла статья или нет.

Поделиться с друзьями
Анатолий Александрович

Главный редактор, автор статей. Образование – инженер-электрик.
Опыт работы по ремонту и монтажу электрических систем более 30-ти лет.

Оцените автора
( Пока оценок нет )
Сайт для электриков и домашних мастеров
Добавить комментарий