Энергия, запасенная в конденсаторе
Энергия, запасенная в конденсаторе, определяется формулой:
«`
E = 1/2 CV²
«`
где:
* E — энергия (в джоулях)
* C — емкость конденсатора (в фарадах)
* V — напряжение на конденсаторе (в вольтах)
Вывод формулы
Когда конденсатор заряжается, электрическое поле накапливает энергию. Энергия, запасенная в электрическом поле, равна:
«`
E = Q²/2C
«`
где:
* Q — заряд, накопленный на конденсаторе (в кулонах)
Заряд на конденсаторе пропорционален напряжению:
«`
Q = CV
«`
Подставив это уравнение в предыдущее, получаем:
«`
E = (CV)²/2C
«`
Упростив, получаем окончательную формулу:
«`
E = 1/2 CV²
«`
Емкость в цепи переменного тока
В цепи переменного тока емкость позволяет запасать и отдавать энергию. Во время положительного полупериода конденсатор заряжается, и энергия запасается в электрическом поле. Во время отрицательного полупериода конденсатор разряжается, и энергия высвобождается обратно в цепь.
Энергия, запасенная в конденсаторе за один цикл переменного тока, составляет:
«`
E = 1/2 CV² (максимальное напряжение)
«`
Средняя мощность, рассеиваемая конденсатором, равна нулю, поскольку энергия, запасенная в течение положительного полупериода, высвобождается в течение отрицательного полупериода.