Упражнение 1

I - Характеристиките на кондензатора са както следва: C = 0,12 m F, дебелина на диелектрика e = 0,2 mm; относителна диелектрична проницаемост на изолатора: e r = 5; работно напрежение: Us = 100 V. e 0 = 8,84 10 -12 F/m. Изчисли:
1- Повърхността на армировката.
2- Кондензаторният заряд, подложен на работното напрежение.
3- Енергията, съхранявана при тези условия.

Координирано упражнение

II-Кондензаторът се зарежда, той е изолиран, след това е свързан паралелно с кондензатор с капацитет C1 = 0,15 m F, първоначално разреден. Изчисли:
1- Общият заряд на модула, образуван от двата кондензатора.
2- Общото напрежение на двата кондензатора в стабилно състояние.
3- Енергията, съхранявана от сглобката.

1-Изразът на капацитета на равнинен кондензатор е: C = e 0 e r (S/e)

S = 0,12 10 -6 * 0,2 10 -3/(8,84 10 -12 * 5) = 0,543 м² .

2-зареждане q = CUs = 0,12 10 -6 * 100 = 0,12 10 - 4 C = 12 m C .

3-съхранена енергия: E = ½ CUs² = 0,5 * 0,12 10 -6 * 100² = 0,6 10 -3 J = 0.6 mJ.

II-Зарядът е запазен, q се разпределя в q1 и q2 между 2-те кондензатора

Нека изразим напрежението u по два различни начина:

отчитане в (1): 0,8 q2 + q2 = 12 10 -6

или: q2 = 6,66 10 - 6 ° С и q1 = 5,33 10 - 6 ° С

В стационарно състояние напрежението u = q1/C = 5,33 10 -6/0,12 10 -6 = 5,33/0,12 = 44,4 V.

съхранена енергия: E = ½ C u² + ½ C1 u² = ½ (C + C1) u²

E = 0,5 (0,12 10 -6 + 0,15 10 -6) 44,4² = 2,66 10 -4 J = 0,266 mJ.

Част от първоначалната енергия беше загубена по време на асоциирането Преходните токове загряват веригата, което води до загуба на енергия от ефекта на Джоул.