Энергия электрического поля. Конденсатор

Сегодня мы познакомимся с двумя важными понятиями: энергией электрического поля и конденсатором.

Когда заряженные частицы движутся, они создают электрическое поле, способное воздействовать на другие заряженные частицы. Электрическое поле может быть создано как заряженными частицами, так и электромагнитными волнами.

Устройство, принцип работы и классификация

Простейший конденсатор состоит из двух металлических пластин, разделенных диэлектриком (например пластиком) и объединенных в изолирующий корпус. От источника питания на пластины подаются заряды, одинаковые по модулю, но противоположные по знаку, и между пластинами возникает разность потенциалов. Все электрическое поле, сосредоточенное внутри конденсатора, однородно.

Конденсаторы различают по виду использованного диэлектрика, который может быть твердым, жидким или газообразным. На основании этой классификации выделяют:

• бумажные, пленочные, слюдяные, пластиковые конденсаторы,
• электролитические конденсаторы,
• азотные, фреоновые, элегазовые конденсаторы.

Расчет энергии в заряженном конденсаторе может быть выполнен с помощью формулы: W = q*U/2 = CU^2/2 = q^2/2C, где W – собственно энергия заряженного конденсатора (энергия электрического поля), q — заряд пластины конденсатора, U – разность потенциалов, C – электроемкость конденсатора.

Применение

Область применения конденсаторов достаточно широка: они используются в фотоаппаратах, микрофонах, радио и телевизорах; в иной электронике для фильтрации сигналов и стабилизации напряжения.

Главное различие между конденсаторами и аккумуляторами заключается в том, что конденсаторы непосредственно хранят электрический заряд, а аккумуляторы превращают электрическую энергию в химическую, запасают ее, а потом обратно преобразуют химическую энерию в электрическую. При преобразованиях энергии часть ее теряется.