Deixados por conta própria, duas cargas elétricas de mesmo nome não querem nada uma com a outra. Eles voam o mais rápido que podem. Assim, se as partículas são forçadas a se moverem umas em direção às outras (e isso acontece, por exemplo, ao acumular uma carga), elas resistem a isso de todas as formas possíveis, e para aumentar a densidade de concentração de carga no condutor, uma certa energia deve ser gasto.
Em um estado estático, essa energia não é usada e é irremediavelmente perdida. Ele é armazenado como um campo elétrico - uma espécie de tensão no espaço entre as partículas carregadas - até que a concentração de cargas diminua e elas recuperem a capacidade de se mover livremente.
Neste caso, as cargas utilizam a energia acumulada docampo para adquirir aceleração em seu caminho.
Um capacitor é um componente de circuito elétrico projetado especificamente para armazenar um campo elétrico.
A energia do campo elétrico de um capacitor é a base de seu uso em diversos dispositivos elétricos e eletrônicos.
Lógica simples dita que um capacitor carregado com uma tensão de V exigirá QV joules de energia para atingir um novo estado, e esse valor é precisamente a energia do campo elétrico do capacitor, armazenado nele e pronto para use.
Infelizmente, o bom senso falha aqui. Só porque você se sente bem depois de beber uma cerveja, não significa que você se sentirá exatamente duas vezes melhor depois de beber a segunda.
Na verdade, à medida que as acusações se aproximam, elas resistem cada vez mais ferozmente. Obviamente, aqui estamos lidando com um processo não linear.
Vamos ver como a energia do campo elétrico de um capacitor é determinada com base em um experimento simples.
Sabe-se que a corrente é definida como a velocidade com que a carga se move. Portanto, se você conectar o capacitor a uma fonte de corrente estabilizada, a carga Q se acumulará nas placas a uma taxa constante.
Suponha que pegamos um capacitor descarregado e o conectamos a uma fonte de alimentação que fornece corrente de carga constante I.
A tensão no capacitor começa em zero e aumentalinearmente até que o capacitor esteja totalmente carregado. Depois disso para. Vamos chamar esse valor de tensão máxima V.
A tensão média no capacitor durante o carregamento é (V/2), e a potência média, respectivamente, é I(V/2). O capacitor foi carregado no tempo T segundos, então a energia do campo elétrico do capacitor armazenado no processo de carregamento é TI (V/2).
W=1/2QV=1/2CV
Apesar da existência de um grande número de tamanhos, o dispositivo capacitor não é muito diversificado.
A maioria deles consiste em duas placas paralelas separadas por um dielétrico. Às vezes, para economizar espaço, esse sanduíche é enrolado como um rolo. E em alguns casos eles têm várias camadas, conectadas de uma certa maneira.
Calcular a capacitância de um capacitor composto por duas placas metálicas, com dimensões físicas conhecidas, geralmente não é difícil, assim como calcular a capacitância resultante quando os capacitores são conectados em série ou em paralelo.
