Còn lại các thiết bị của riêng họ, hai điện tích cùng tên không muốn liên quan gì đến nhau. Chúng bay nhanh hết mức có thể. Do đó, nếu các hạt buộc phải di chuyển về phía nhau (và điều này xảy ra, ví dụ, khi tích tụ một điện tích), chúng sẽ chống lại điều này theo mọi cách có thể, và để tăng mật độ tập trung điện tích trong vật dẫn, một năng lượng nhất định. phải được sử dụng.
Ở trạng thái tĩnh, năng lượng này không được sử dụng và mất đi một cách khó phục hồi. Nó được lưu trữ dưới dạng điện trường - một dạng căng thẳng trong không gian giữa các hạt mang điện - cho đến khi nồng độ điện tích giảm, và chúng lấy lại khả năng chuyển động tự do.
Trong trường hợp này, các điện tích sử dụng năng lượng tích lũy của điệnđể đạt được khả năng tăng tốc trên đường đi.
Tụ điện là một thành phần mạch điện được thiết kế đặc biệt để lưu trữ điện trường.
Năng lượng điện trường của tụ điện là cơ sở của việc sử dụng nó trong nhiều thiết bị điện và điện tử.
Logic đơn giản ra lệnh rằng một tụ điện được sạc đến điện áp V sẽ yêu cầu năng lượng QV jun để đạt đến trạng thái mới và giá trị này chính xác là năng lượng của điện trường của tụ điện, được lưu trữ trong đó và sẵn sàng cho sử dụng.
Thật không may, cảm giác thông thường không thành công ở đây. Chỉ vì bạn cảm thấy tốt sau khi uống một cốc bia, không có nghĩa là bạn sẽ cảm thấy tốt gấp đôi sau khi uống cốc thứ hai.
Trên thực tế, khi các khoản phí tiếp cận, họ chống lại nó ngày càng quyết liệt hơn. Rõ ràng, ở đây chúng ta đang xử lý một quy trình phi tuyến tính.
Hãy xem cách xác định năng lượng điện trường của tụ điện dựa trên một thí nghiệm đơn giản.
Người ta biết rằng dòng điện được định nghĩa là tốc độ di chuyển của điện tích. Do đó, nếu bạn kết nối tụ điện với nguồn dòng điện ổn định, điện tích Q sẽ tích tụ trên các tấm với tốc độ không đổi.
Giả sử chúng ta lấy một tụ điện chưa tích điện và kết nối nó với nguồn điện cung cấp dòng sạc không đổi I.
Hiệu điện thế trên tụ bắt đầu từ 0 và tăng dầntuyến tính cho đến khi tụ điện được sạc đầy. Sau đó nó dừng lại. Hãy gọi giá trị này là điện áp cực đại V.
Điện áp trung bình trên tụ điện trong quá trình sạc là (V / 2) và công suất trung bình tương ứng là I (V / 2). Tụ điện được tích điện trong thời gian T giây nên năng lượng điện trường của tụ điện tích trong quá trình tích điện là TI (V / 2).
W=1 / 2QV=1 / 2CV
Mặc dù có rất nhiều kích cỡ nhưng thiết bị tụ điện không đa dạng lắm.
Hầu hết chúng bao gồm hai tấm song song được ngăn cách bởi một chất điện môi. Đôi khi, để tiết kiệm không gian, bánh mì sandwich này được cuộn lại như một cuộn. Và trong một số trường hợp, chúng có nhiều lớp, được kết nối theo một cách nhất định.
Tính điện dung của tụ điện gồm hai bản kim loại, có kích thước vật lý đã biết, thường không khó, cũng như tính điện dung thu được khi các tụ điện mắc nối tiếp hoặc song song.
