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Energia nei condensatori


Quando un condensatore viene caricato esso immagazzina energia.
Per caricare un condensatore scarico dobbiamo spostare delle cariche da un’armatura ad un’altra, ciò viene fatto con del lavoro.
Il lavoro si può scrivere come integrale da 0 (perché inizialmente il condensatore è scarico) alla carica q del prodotto tra la differenza di potenziale e la variazione infinitesima della carica del condensatore.

Dall'integrale troviamo che il lavoro è uguale a metà del rapporto tra la carica al quadrato e la capacità del condensatore.
Questo valore rappresenta l’energia immagazzinata nel condensatore. Essa si misura in Joule.

Ci sono tre modi per scrivere l’energia elettrostatica:
1. La metà del rapporto tra la carica al quadrato e la capacità del condensatore. Questa è l’energia immagazzinata in un condensatore, è il lavoro fatto dall'esterno da un generatore per poterlo caricare;
2. La metà del prodotto tra la capacità del condensatore e la differenza di potenziale al quadrato;
3. La metà del prodotto tra la carica del condensatore e il valore della differenza di potenziale.

Considerando un condensatore piano. Definiamo la densità di energia del campo elettrico il rapporto tra l’energia immagazzinata nel condensatore e la superficie per la distanza. Si misura in Joule su metro cubo.

Se abbiamo un campo elettrico, preso un determinato volume, nella regione del campo elettrico ci sarà una densità di energia che dipende dal mezzo e dal campo elettrico.
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