علوم وفضاء

إدخال العازل في المكثف: متصل بالبطارية أم مفصول؟

شرطان
بعد الإدخال.

إدخال العازل يغير السعة. [1][2]

الخلاصة السريعة

المعزول يحفظ الشحنة وتنخفض طاقته؛ المتصل ببطارية مثالية يحفظ الجهد وتزداد طاقته المختزنة. [1][2][3]

  • عازل خطي يملأ فراغ الفجوة، بأبعاد ثابتة، دون تسريب أو انهيار: C=κC0، وκ>1 ثابت العزل النسبي؛ C0 السعة الابتدائية. [1][2]
  • اعزل المكثف قبل الإدخال: Q=Q0، وV=V0/κ، وU=U0/κ. [1]
  • أبقِ بطارية مثالية: V=V0، وQ=κQ0، وU=κU0؛ تمده بالشحنة الإضافية. [2][3]
  • مثال: C0=2μF، وV0=12V، وκ=3؛ أولاً Q0=24μC وU0=144μJ. أخيراً C=6μF؛ للمعزول 24μC و4V و48μJ؛ للمتصل 72μC و12V و432μJ. μF ميكروفاراد؛ μC ميكروكولوم؛ μJ ميكروجول. [1][2][3]
  • Q مقدار شحنة لوح؛ U=Q²/(2C)=½CV² طاقة المكثف وحده، لا النظام كله. نقارن نهايتين مستقرتين؛ الصفر للبداية. [1][2][3]

حدد النموذج

عازل خطي يملأ فراغ الفجوة، بأبعاد ثابتة، دون تسريب أو انهيار: C=κC0، وκ>1 ثابت العزل النسبي؛ C0 السعة الابتدائية. [1][2]

مكثف معزول: الشحنة ثابتة

اعزل المكثف قبل الإدخال: Q=Q0، وV=V0/κ، وU=U0/κ. [1]

Q=CV؛ مع الشحنة الثابتة، السعة الأكبر تخفض الجهد. [1]

مكثف متصل: الجهد ثابت

أبقِ بطارية مثالية: V=V0، وQ=κQ0، وU=κU0؛ تمده بالشحنة الإضافية. [2][3]

قارن المثال نفسه

مثال: C0=2μF، وV0=12V، وκ=3؛ أولاً Q0=24μC وU0=144μJ. أخيراً C=6μF؛ للمعزول 24μC و4V و48μJ؛ للمتصل 72μC و12V و432μJ. μF ميكروفاراد؛ μC ميكروكولوم؛ μJ ميكروجول. [1][2][3]

نفصل البطارية في حالة ونبقيها في الأخرى، ثم ندخل العازل نفسه. الأرقام افتراضية، ولا تخص مادة أو قطعة تجارية محددة.

النتائج
بعد الإدخال.

اختر صيغة الطاقة حسب الثابت

Q مقدار شحنة لوح؛ U=Q²/(2C)=½CV² طاقة المكثف وحده، لا النظام كله. نقارن نهايتين مستقرتين؛ الصفر للبداية. [1][2][3]

اقرأ أيضًا: راجع أنواع المكثفات.

المراجع

  1. العازل
  2. السعة والشحنة
  3. الطاقة

أُعدّ هذا المقال بمساعدة الذكاء الاصطناعي، وخضع لمراجعة ذاتية بالأداة نفسها. لا يُنسب إلى مراجع بشري أو خبير مستقل. منهجية المحتوى.