Au plus simple, un condensateur est une paire de plaques parallèles séparées par un isolant appelé diélectrique - air est un exemple courant. Une source d'alimentation connectée au condensateur entraîne une charge positive pour accumuler sur une plaque et une charge négative sur l'autre jusqu'à ce que la tension aux bornes du condensateur est égale à la tension appliquée aux plaques. Un condensateur stocke l'énergie sous la forme du champ électrique créé par la différence de potentiel électrique entre les plaques. Il y a quelques expressions simples que vous pouvez utiliser pour déterminer la quantité d'énergie stockée dans un condensateur.
Instructions
1 Soit C = Q / V, où Q est la charge totale emmagasinée par le condensateur, telle que mesurée en coulombs et V est égale à la tension à travers les plaques. C devient alors la capacité en farads, où 1 farad est égale à un coulomb par volt à la différence de potentiel électrique.
2 Déterminez ce que vous savez sur le condensateur et ce que vous devez savoir. Si vous travaillez ce problème pour un quiz de la physique ou de test, on peut vous donner la capacité du condensateur, la tension de la batterie et / ou la charge stockée sur le condensateur. Selon ce que vous avez, il y a trois équations équivalentes différentes que vous pouvez utiliser.
3 Choisissez l'une des équations suivantes. L'énergie stockée dans un condensateur est égale à: A) (Q carré) / 2C; B) 1/2 QV; C) (1/2) C (V carré), où V est la tension appliquée au condensateur, Q est la charge stockée par le condensateur et C est la capacité. Les trois équations sont mathématiquement équivalentes.
Conseils et avertissements
- Problèmes dans les classes d'introduction à la physique ne vous exigent généralement pour obtenir ces formules. Si elles le font, cependant, vous pouvez utiliser ce qui suit pour comprendre le problème. Rappelez-vous que dU = VDQ, où dU est la quantité infinitésimale du travail effectué pour déplacer une quantité infinitésimale de la charge dQ au condensateur (ce qui est une forme différentielle de l'équation). Par conséquent, U = l'intégrale de 0 à Q de VDQ. Puisque C = Q / V on peut réécrire cette expression comme l'intégrale sur 0 à Q de Q / C dq, ce qui correspond à 1 / C (q carré) / 2 évaluées sur 0 à Q, ce qui simplifie à (Q au carré) / 2C.