¿Cómo almacena energía un condensador?

Answer 1

El capacitor es un dispositivo diseñado para mantener la capacitancia. Históricamente, el capacitor se conocía por primera vez como un condensador eléctrico .

Capacidad es la capacidad de almacenar energía en forma de carga eléctrica. La unidad SI de cantidad de carga eléctrica es el coulomb , que equivale a aproximadamente 6.242 × 1018 e.

Cómo funciona un condensador

El condensador consta de dos conductores (placas) que están separados por un aislante (dieléctrico). Un condensador almacena energía cuando está conectado a una fuente de voltaje, como una batería o cualquier otra fuente, la corriente fluye hasta que el condensador se carga al mismo voltaje que la fuente conectada a él.

Un condensador ideal se caracteriza suficientemente por una capacitancia constante C , definida como la relación de una carga positiva o negativa Q en cada conductor a la tensión V entre ellos

C = Q / V

Cuando aplica un voltaje sobre las dos placas, se crea un campo eléctrico. La carga positiva se acumulará en una placa y la carga negativa en la otra. Y esto es lo que quieren decir los físicos cuando dicen que ” un condensador funciona almacenando energía electrostáticamente en un campo eléctrico”

Un condensador ideal se caracteriza suficientemente por una capacitancia constante C , definida como la relación de una carga positiva o negativa Q en cada conductor a la tensión V entre ellos

C = Q / V

Descargar un condensador

1. Use un registro para descargar un condensador lentamente, para que no se dañe.
2. El condensador tiene la capacidad de descargarse de inmediato.
3. Corto plomo antes de trabajar con ellos.

Tipos de condensadores

1. Condensador fijo: condensador no electrolítico.
2. Condensador polarizado: condensador electrolítico, tienen polaridad y nunca los instalan al revés.
3. Condensador variable : el área de superficie de la placa se puede ajustar en ese tipo de condensador.

Answer 2

Cuando se carga un condensador, inicialmente no hay carga en ninguna de las placas, de modo que la intensidad del campo eléctrico entre las placas es cero . Mover el primer incremento de carga de una placa a la otra no requiere trabajo . Los incrementos posteriores de carga transferidos de una placa a la otra deben tener un trabajo realizado sobre ellos contra el campo eléctrico de las placas cargadas. Si la diferencia de potencial entre las placas es V, la cantidad de trabajo ΔW realizado para transferir la carga Δq de la placa con bajo potencial a la placa con mayor potencial estará dada por:

ΔW = VΔq

Observe que la diferencia en el voltaje medido cuando se mueve de un punto A a un punto B corresponde al trabajo que debería hacerse por unidad de carga, contra el campo eléctrico, para mover la carga de A a B.

La relación entre la diferencia de potencial y la carga q en las placas se da como q = CV (1)

Por lo tanto, el trabajo ΔW realizado para transferir la carga Δq de la placa a bajo potencial a la placa a un potencial más alto, contra el campo eléctrico es: ΔW = qΔq / C

Para encontrar la energía almacenada en el condensador cuando se ha cargado a su diferencia de potencial final V transfiriendo la carga Q de una placa a la otra, debemos agregar todos los incrementos en energía y en la notación del cálculo

W = ∫dW = ∫qΔq / C (de 0 a Q)

de donde W = 1/2 * (Q ^ 2 / C) (2)

Al sustituir el valor de Q de (1) en (2), podemos encontrar expresiones alternativas para la energía de un condensador cargado.

Obtenemos W = 1/2 * (CV ^ 2) y también W = 1/2 * QV (3)

Cuando aumenta el voltaje a través de un condensador (vea la simulación a continuación), toma corriente del resto del circuito, actuando como una carga de potencia . La corriente va en el lado negativo y sale del lado positivo, como una resistencia. En esta condición, se dice que el condensador se está cargando porque hay una cantidad creciente de energía almacenada en su campo eléctrico . Un aumento en el voltaje conduce a un aumento en el campo eléctrico. Cuanto más voltaje tenga, más diferencia de potencial tendrá, mayor será el campo eléctrico.

Cuando un condensador se enfrenta a un voltaje decreciente , actúa como una fuente que suministra corriente a medida que libera energía almacenada . La corriente sale del lado negativo y del lado positivo, como una batería (vea la simulación a continuación). En esta condición, se dice que el condensador se está descargando . Su reserva de energía, mantenida en el campo eléctrico, está disminuyendo ahora a medida que la energía se libera al resto del circuito.

Del mismo modo, cuando un condensador se enfrenta a un voltaje negativo creciente , actúa como una carga (la corriente va en el lado negativo y sale del lado positivo). El campo eléctrico está en la dirección opuesta.

Cuando disminuimos la distancia entre las dos placas, aumentamos el campo eléctrico ya que ΔE = ΔV / Δr (r es la distancia entre las placas).

Las ecuaciones anteriores ilustran una aplicación de condensadores, es decir, para almacenar energía eléctrica . Desde otro punto de vista, se puede decir que la energía de un condensador cargado reside en el campo eléctrico entre sus placas . La energía de un condensador de placa paralela puede expresarse como W = 1/2 * CV ^ 2 = 1/2 * ԑ0 * A * V ^ 2 / r

Dividiendo esta ecuación por el producto Ar, el volumen del espacio entre las placas del condensador, encontramos W / Ar = 1/2 * ԑ0 * V ^ 2 / r ^ 2

Sin embargo, la cantidad V / r es la magnitud del gradiente potencial, que es igual a la intensidad eléctrica E en el espacio entre las placas.

Por lo tanto, la energía por unidad de volumen en el espacio entre las placas es W / Ar = 1/2 * ԑ0 * V ^ 2 / r ^ 2 = 1/2 * ԑ0 * E ^ 2 . La energía por unidad de volumen en un campo eléctrico es proporcional al cuadrado de la intensidad del campo eléctrico .

Answer 3

Así fue como me lo explicaron cuando era demasiado joven para entender el concepto. Podemos entender el funcionamiento de un condensador utilizando la analogía del tanque de agua.

• Imagine un tanque de agua con área de base fija y altura. El volumen del tanque es la capacidad del tanque para almacenar agua.
• La altura del agua en el tanque de agua decide la energía potencial del agua. Para el mismo volumen de agua almacenada, un tanque con un área de base más baja y más altura contiene agua con más energía potencial que un tanque con un área de base más grande y menos altura.
• La velocidad de llenado del tanque depende de la velocidad a la que se vierte el agua en el tanque.
• Si hay una fuga en el tanque, parte del agua sigue saliendo del tanque, lo cual es un desperdicio o pérdida.

Ahora, veamos el condensador:

• La capacidad para almacenar cargas es como la capacidad del tanque para almacenar agua.
• La clasificación de voltaje del condensador es análoga a la altura del tanque de agua. Una clasificación de voltaje más alta asegura que la energía potencial del condensador sea mayor cuando está completamente cargada.
• La velocidad de carga en un condensador depende de la velocidad de flujo de las cargas, que es la corriente. Es análogo a la tasa de flujo de agua hacia el tanque.
• Todos los condensadores tienen pérdida, lo que significa que un condensador cargado pierde su carga disipando lentamente la energía a través de su componente de pérdida, que es un componente resistivo de un condensador.

Los condensadores son elementos de almacenamiento de energía, que almacenan energía en forma de campo eléctrico. Cuando se somete a un voltaje, un condensador consume corriente hasta que el potencial alcanza la clasificación de voltaje del condensador. Si se aplica un potencial mayor, puede provocar daños en el condensador. La energía almacenada es directamente proporcional al cuadrado del voltaje a través del condensador.
Para responder a su pregunta, fueron diseñados para hacerlo.

Answer 4

¡Porque por la sencilla razón de que fueron creados para hacerlo! ¿Por qué ese ceño fruncido? ¿Eso fue demasiado contundente? Ok, entonces quieres saber por qué … ¿verdad? Sigue leyendo …
Pasemos unas páginas de la historia para ver cómo se descubrió la capacitancia. ¡Como muchos grandes inventos, fue una mera Serendipia! Un científico alemán llamado Ewald Georg von Kleist inventó el condensador en noviembre de 1745. Varios meses después, Pieter van Musschenbroek, un profesor holandés de la Universidad de Leyden, ideó un dispositivo muy similar en forma de tarro de Leyden , que generalmente se acredita como El primer condensador. Echa un vistazo a lo que hizo …

Von Kleist descubrió que tocar el cable producía una chispa poderosa, mucho más dolorosa que la obtenida de una máquina electrostática. Al año siguiente, el físico holandés Pieter van Musschenbroek inventó un condensador similar, que se llamó el frasco de Leyden, en honor a la Universidad de Leiden donde trabajaba. También quedó impresionado por el poder de la conmoción que recibió, escribiendo: “No tomaría una segunda conmoción por el reino de Francia”. (fuente- wikipedia)
Ahora vemos en lenguaje sencillo. El capacitor es un elemento eléctrico que consta de dos placas que sostienen cargas opuestas separadas por una distancia muy pequeña con un elemento no conductor (dieléctrico). ¿Por qué almacenan cargos? Se debe a que puede considerarse similar a un tramo de carretera con un obstáculo en el medio. ¿Cómo? Mira, cuando vamos por una carretera desierta, ¿tenemos algo que nos impida ir del punto A al B? No nah? Pero cuando llegamos a un obstáculo, tenemos que parar. Lo mismo con los cargos. Siguen fluyendo de una placa a otra a través de un cable conductor hasta que se encuentran cara a cara con el espacio dieléctrico. ¡Necesitan parar! No pueden cruzar a la otra placa para completar el circuito (ya que no poseen la energía requerida). Así, las cargas opuestas se acumulan (o se almacenan) en las dos placas (Técnicamente en el campo eléctrico entre las placas). Eso es lo más simple que puedo obtener 🙂

Answer 5

Este sitio web ofrece una explicación bastante buena de por qué los condensadores almacenan energía.

Si encuentra condensadores misteriosos y extraños, y realmente no tienen sentido para usted, intente pensar en la gravedad. Suponga que está parado al final de algunos escalones y decide comenzar a escalar. Tienes que levantar tu cuerpo contra la gravedad de la Tierra, que es una fuerza de atracción (atracción). Como dicen los físicos, hay que “hacer trabajo” para subir una escalera (trabajar contra la fuerza de la gravedad) y usar energía. La energía que usa no se pierde, sino que su cuerpo la almacena como energía potencial gravitacional, que podría usar para hacer otras cosas (por ejemplo, deslizarse por un tobogán hasta el nivel del suelo).

Lo que haces cuando subes escalones, escaleras, montañas o cualquier otra cosa es trabajar contra el campo gravitacional de la Tierra. Algo muy similar está sucediendo en un condensador. Si tiene una carga eléctrica positiva y una carga eléctrica negativa, se atraen entre sí como los polos opuestos de dos imanes, o como su cuerpo y la Tierra. Si los separas, tienes que “trabajar” contra esta fuerza electrostática. Nuevamente, al igual que con los escalones, la energía que usa no se pierde, sino que se almacena por las cargas a medida que se separan. Esta vez se llama energía potencial eléctrica . Y esto, si aún no lo ha adivinado, es la energía que almacena un condensador. Sus dos placas tienen cargas opuestas y la separación entre ellas crea un campo eléctrico. Es por eso que un condensador almacena energía.

Fuente: ¿Cómo funcionan los condensadores?
Espero que esto ayude.

Answer 6

Tome dos tramos de cable, digamos 1 metro de largo cada uno. Se trata simplemente de piezas de metal simples, neutrales y pasivas extraídas en forma de hebras delgadas.
Conecte el primer cable al terminal positivo de una fuente de voltaje de CC, digamos una batería AAA. Conecte el segundo cable al terminal negativo. Mantenga los dos cables paralelos y razonablemente cerca uno del otro, pero sin tocarlos.
La batería no sabe cuáles son las longitudes de los cables y qué está conectado en el otro extremo. Se supone que se ha conectado un circuito. La fuerza electromotriz (EMF) en la batería empuja un flujo de corriente o carga por el cable positivo. por un tiempo muy corto, antes de darse cuenta de que hay un circuito abierto. La batería también tiene que extraer corriente o carga del cable negativo. Se produce un desequilibrio de carga entre los dos cables.
Esto no es diferente a un par de mangueras de goma conectadas a una bomba, llenas de agua y con los extremos de las mangueras tapados.
Arranca la bomba. La presión se acumula en la manguera ‘positiva’ y la succión se produce en la manguera ‘negativa’. Las mangueras se hinchan / contraen un poco como resultado de la presión acumulada.
La presión en la tubería se acumula hasta que la bomba se da cuenta de que las tuberías están tapadas. Esta comprensión se produce cuando la “contrapresión” de la hinchazón de la manguera se vuelve lo suficientemente grande e igual a la presión de la bomba. La hinchazón de la tubería implica que la energía se ha almacenado en las tuberías. Cuando se apaga la bomba, las mangueras asumen su estado normal no distendido, liberando o ‘descargando’ la presión y, por supuesto, la energía que se ha acumulado.
A las cargas positivas y negativas les gusta mantenerse juntas. Si los separamos por la fuerza, experimentan una fuerza para volverse el uno al otro, al igual que un peso levantado intenta volver a la Tierra debido a la fuerza gravitacional. La energía potencial se almacena en estas cargas, de la misma manera que con el peso. Por lo tanto, existe una diferencia potencial entre los extremos sueltos de los dos cables, al igual que la presión que actúa sobre el extremo tapado de la manguera. La energía se almacena en los dos cables debido al campo eléctrico que se establece entre las cargas positivas en el cable positivo y las cargas negativas en el cable negativo.
Quita la batería. Los dos cables retendrán la energía almacenada, con una diferencia potencial entre ellos. Ahora conecte los cables a una bombilla. Se activa una fuerza electromotriz. Puede ver un parpadeo muy breve a medida que fluye algo de corriente, se restablece el desequilibrio de carga y se descarga nuestro condensador.
Acabamos de inventar un condensador.
La energía almacenada en nuestro condensador, por supuesto, es minúscula. ¿Hay alguna manera de aumentar esta cantidad de energía? Sí. Hay tres formas
Reduzca la distancia entre los cables.
Aumenta la cantidad de metal. La mejor manera de hacerlo es conectando placas de metal (incluso las láminas de papel de metal lo harán) a los dos cables y manteniendo las placas paralelas y cercanas entre sí. Cuanto mayor es el área de superficie de las placas, más energía se puede almacenar.
En este momento, las dos placas están separadas por aire. En su lugar, llénelo con material diferente (dieléctrico).
El parámetro que define el tamaño de nuestro capacitor es su capacitancia, y la unidad de medida es un faradio. (En realidad, un Farad es ENORME! En la práctica nos conformamos con mili, micro o nano faradios).
Vamos a examinar esto más de cerca.
Deje que nuestras placas tengan un área de 1 metro cuadrado. Deje que las placas se mantengan a una distancia de una décima de milímetro. Obtendremos un condensador con un valor de capacitancia de ϶ * A / d, donde ϶ es una propiedad del aire (llamada constante dieléctrica o permitividad) y es igual a aproximadamente 8.85 x 10 ^ (- 12) Faradios por metro. Pongamos nuestros valores. Obtenemos 8.5 x 10 ^ (- 12) * 1 * 10000 = 88.5 x 10-9 Farads o 88.55 nanoFarads. (Para obtener un condensador de un Farad, necesitaremos placas que tengan un área de 109 / 88.5 = aproximadamente 11,000,000 metros cuadrados u 11 kilómetros cuadrados. ¡Esa es la gran unidad de Farad)!
¿Qué pasaría si hubiéramos insertado una lámina de polietileno de 0.1 mm de espesor en lugar del aire que separa las placas? La capacitancia aumentará aproximadamente 2.5 veces (la permitividad del polietileno es 2.5 veces mayor que la del aire). Nuestro condensador ahora tiene un valor de aproximadamente 220 nanofaradios.
¿Cuánta energía almacenará? Digamos que hemos aplicado 10 voltios a nuestro condensador. La energía almacenada será igual a 1/2 CV ^ 2 o 1/2 × 220 × 100 nanojulios = 11 microjulios.
Así es como funciona un condensador. La idea es maximizar el área de superficie y minimizar el espacio entre las placas. Algunos condensadores en realidad tienen tiras largas de papel de aluminio con una tira de película de mylar en el medio, enrollada firmemente en un cilindro. Minimizar el espacio entre las placas es el santo grial del diseño del condensador. Idealmente, el espesor del espacio no debe ser mayor que el de unas pocas moléculas, por supuesto, cuidando que resista los voltajes aplicados.

Answer 7

Un condensador es un dispositivo para almacenar carga. Generalmente está formado por dos placas separadas por un material aislante delgado conocido como dieléctrico. Una placa del condensador tiene carga positiva, mientras que la otra tiene carga negativa.

La carga almacenada en un condensador es proporcional a la diferencia de potencial entre las dos placas. Para un condensador con carga Q en la placa positiva y -Q en la placa negativa, la carga es proporcional al potencial:

Si C es la capacitancia, Q = CV

La capacitancia es una medida de la cantidad de carga que puede almacenar un capacitor; Esto está determinado por la geometría del condensador y por el tipo de dieléctrico entre las placas. Para un condensador de placa paralela formado por dos placas de área A y separadas por una distancia d, sin material dieléctrico, la capacitancia viene dada por:

Tenga en cuenta que la capacitancia tiene unidades de faradios (F). Un condensador de 1 F es excepcionalmente grande; Los condensadores típicos tienen capacidades en el rango de pF – microfaradios.

Los dieléctricos, materiales aislantes colocados entre las placas de un condensador, hacen que el campo eléctrico dentro del condensador se reduzca por la misma cantidad de carga en las placas. Esto se debe a que las moléculas del material dieléctrico se polarizan en el campo, y se alinean de una manera que establece otro campo dentro del dieléctrico opuesto al campo de las placas del condensador. La constante dieléctrica es la relación del campo eléctrico sin el dieléctrico al campo con el dieléctrico:

Answer 8

Si una carga se mueve cuando se suelta, pierde energía potencial (esta energía potencial se convertirá en energía cinética). La energía cinética es energía que está en movimiento. El agua en movimiento y el viento son buenos ejemplos de energía cinética. La electricidad (cuando los electrones fluyen) también es energía cinética porque, aunque no se puede ver, la electricidad implica que los electrones se muevan en los conductores. El condensador no almacena energía eléctrica en lugar de energía potencial.

La carga no se moverá sola cuando la suelte. La carga ganará energía potencial cuando la alejes de la placa. El campo hará un trabajo negativo (empujas contra la dirección que quiere que sea la carga).

La energía almacenada en un condensador se puede expresar en términos del trabajo realizado por la batería. Lo que los condensadores almacenan es energía . Específicamente, lo almacenan en un campo eléctrico. Todos los electrones son atraídos por todos los protones. En equilibrio, hay un número igual de protones y electrones en cada placa del condensador, y no hay energía almacenada ni voltaje en el condensador.

Pero, si conecta el condensador a algo así como una batería, algunos de los electrones se extraerán de una placa, y se empujará un número igual de electrones a la otra placa. Ahora una placa tiene una carga negativa neta y la otra tiene una carga neta positiva. Esto da como resultado una diferencia en el potencial eléctrico entre las placas y un campo eléctrico cada vez más fuerte a medida que se separan más cargas.

El campo eléctrico ejerce una fuerza sobre las cargas que intenta devolver el condensador al equilibrio, con cargas equilibradas en cada placa. Mientras el condensador permanezca conectado a la batería, esta fuerza se equilibra con la fuerza de la batería, y el desequilibrio permanece.

Si se quita la batería y dejamos el circuito abierto, las cargas no se pueden mover, por lo que el desequilibrio de carga permanece. El campo todavía aplica una fuerza a las cargas, pero no pueden moverse, como una pelota en la cima de una colina o un resorte bajo tensión. La energía almacenada en el condensador permanece.

Si los terminales del condensador están conectados con una resistencia, entonces las cargas pueden moverse, por lo que hay una corriente. La energía almacenada en el condensador se convierte en calor en la resistencia, el voltaje disminuye, las cargas se vuelven menos desequilibradas y el campo se debilita.

Answer 9

En cierto modo, un condensador es un poco como una batería. Aunque funcionan de maneras completamente diferentes, los condensadores y las baterías almacenan energía eléctrica . Si ha leído cómo funcionan las baterías, entonces sabe que una batería tiene dos terminales. Dentro de la batería, las reacciones químicas producen electrones en un terminal y absorben electrones en el otro terminal. Un condensador es mucho más simple que una batería, ya que no puede producir electrones nuevos, solo los almacena.

Espero que les haya gustado la respuesta …

Answer 10

El condensador básico tiene dos placas, separadas por un dieléctrico (¡que puede ser el espacio mismo!) Las cargas de una polaridad se acumulan en una placa, con cargas similares de la polaridad opuesta que se acumula en la placa opuesta. Los cargos se atraen entre sí, pero no pueden viajar a través del espacio intermedio. El resultado es un campo eléctrico entre estas dos acumulaciones de carga de polaridad opuesta. Hay energía almacenada en este campo eléctrico, la densidad de energía local es proporcional a la intensidad del campo al cuadrado. Una posible analogía mecánica es con un resorte que se ha estirado. El campo eléctrico es como la fuerza de tracción en esta primavera. Otra analogía más es un resorte en forma de arco que un arquero usa para disparar una flecha. (¡Detente antes de dejarme llevar por esta analogía! – cara sonriente)

Answer 11

Un condensador almacena energía eléctrica. A menudo se dice que almacena carga eléctrica, pero eso es engañoso: un condensador contiene la misma cantidad de carga eléctrica, independientemente de si el condensador está completamente cargado o totalmente agotado. Esto es similar al hecho de que un cable eléctrico contiene carga eléctrica, independientemente de si es parte de un circuito o no. Un cable eléctrico nunca ganará ni perderá electrones, y tampoco lo hará un condensador.

Aquí está la analogía del agua, cortesía de amasci.com:

En esta analogía, el condensador de agua siempre está lleno de agua. Pero para cargarlo, tiraría de los tapones y bombearía más agua por el lado derecho, y el agua saldría por el izquierdo. Cuando la placa de goma está distorsionada tanto como sea posible (“completamente cargada”), puede volver a colocar los tapones.

Entonces el condensador de agua nunca contiene más o menos agua. Está almacenando energía , no agua.

Del mismo modo, cuando la corriente fluye hacia un lado del condensador y sale del otro lado, lo que se almacena en el condensador es energía , no carga.

Un condensador de agua cargado tendrá una diferencia de presión entre sus dos puertos. Un condensador electrónico cargado tendrá un voltaje entre sus dos terminales.

Answer 12

Hay varios términos que nunca debes confundir cuando hablas de electricidad y quiero aclararlos primero.

La corriente es el flujo de energía a través de un punto dado durante un lapso de tiempo .
el voltaje es La diferencia de energía entre dos lugares en un momento específico .
La carga es la cantidad de energía dentro de un lugar específico en un momento específico .

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Un condensador almacena una carga . Cómo y por qué es esto se explica por la teoría del campo electromagnético y la física, pero es demasiado complicado para entrar aquí. Lo que necesita saber es que cada vez que tiene un voltaje entre dos puntos, tiene un condensador. Capacidad es simplemente la cantidad máxima de carga que se puede almacenar dentro de un dieléctrico (no conductor) que se encuentra entre dos conductores. Si pasa por esto, obtiene un colapso dialéctico , que es cuando el dieléctrico comienza a conducir, generando mucho calor que resulta en el condensador y posiblemente sufriendo un mal día.

La corriente es el flujo de energía. No puedes almacenarlo. No tiene sentido físico almacenarlo. Una analogía, toma tu mano y muévela. Cuando lo movió, causó que la energía almacenada fluyera hacia las fibras musculares, que luego se mueven en respuesta al flujo de energía a través de ellos.

Answer 13

El condensador esencial hecho de dos placas de metal separadas por una distancia con un material llamado dieléctrico en el medio, que normalmente es un material aislante, no conduce electricidad.

Cuando se carga (por ejemplo, con una batería) almacena una carga de las placas (electrones). Esto crea un campo eléctrico entre las placas del condensador. El campo eléctrico tiene una energía asociada con él.

La situación con la carga en el condensador es como una bola sostenida a cierta altura, h, sobre el suelo en gravedad. Tiene energía potencial igual a mgh en el campo de gravedad. Cuando sueltas la pelota, cae y la energía potencial se convierte en energía cinética.

Para el condensador, la carga eléctrica de la placa establece un campo eléctrico entre las dos placas. El campo eléctrico contiene energía potencial. Cuando una carga (resistencia o motor) se une a las placas del condensador, descarga la carga y convierte la energía potencial almacenada en el campo eléctrico, en energía eléctrica que impulsa los electrones a través de la resistencia o el motor. Si es un motor, funciona en el motor que se convierte en energía mecánica. Si es una resistencia, calienta la resistencia. Construcción de condensadores con trabajo y aplicaciones

Answer 14

Desearía poder describir sucintamente cómo funciona un condensador, pero no es un concepto fácil de explicar con palabras, sin importar cuánto intente simplificarlo. Esperemos que esta larga respuesta pueda comenzar a explicar el concepto.

Los electrones son partículas cargadas negativamente. Como todos tienen la misma carga, se repelen entre sí (como dos imanes del mismo polo). Hay electrones en cada cable, y se extenderán para alejarse lo más posible entre sí (se repelen). El voltaje es esencialmente una medida de densidad de electrones en un cable en relación con otro cable. Si sigues colocando más y más electrones en un cable, querrán alejarse de los otros electrones y extenderse, pero solo hay mucho espacio para que la densidad aumente y aumente. Cuantos más electrones se amontonan en un área pequeña, más se repelen.

Los condensadores son realmente solo una placa aislante que es muy delgada, pero los electrones no pueden pasar. Entonces los electrones se extenderán en esta placa al igual que el resto del cable. Pero hay tantos electrones en él que este lado de la placa tiene una carga tan fuerte que empujará a los electrones lejos del otro lado de la placa (suponiendo que hay muchos menos electrones en el otro lado para empezar). Esta interacción donde los electrones de un lado están afectando a los electrones del otro lado, sin permitir que los electrones se muevan entre los dos, se conoce como capacitancia.

Cargar un condensador significa forzar un grupo de electrones en un lado de la placa. Si colocas suficientes electrones en un lado de la placa, querrán extenderse y alejarse unos de otros. Es como un resorte en espiral; Todos quieren salir volando de este plato. Pero esto es solo voltaje estático, aquí no es de donde proviene la energía extra de la capacitancia.

El efecto que ves como energía almacenada es que el otro lado de la placa tenía algunos electrones al principio, pero el lado donde la placa tiene demasiados electrones repelerá los electrones del otro lado de la placa para que puedan tienen que extenderse en el resto de su cable lejos de esta placa.

Por el contrario, veamos primero qué sucedería si no tuviera un condensador. Así que solo tenemos nuestros dos cables, uno con muchos electrones apretados que quieren alejarse unos de otros. Y el otro con solo unos pocos electrones. Para usar esta energía almacenada, dejamos que los electrones escapen del cable densamente empaquetado y pasen a través de un motor, y luego terminen en el otro cable suelto. Tan pronto como se mueven unos pocos electrones, la densidad comienza a caer sobre el cable y ya no hay mucha fuerza para repelerlos entre sí. Además, el otro cable está obteniendo más electrones y rápidamente obtendrá la suficiente densidad como para comenzar a repeler los electrones para que ya no quiera fluir hacia él. Tan pronto como fluyen suficientes electrones, todo entra en equilibrio y el flujo a través del motor se detiene ya que los electrones ya no tienen nada que los empuje a través del motor. Técnicamente, solo dos cables sin conectar desnudos sin un condensador como este, podrían alimentar un motor por un instante si uno de ellos estuviera lleno de electrones adicionales (carga estática), pero sin un condensador almacenan tan poca energía que normalmente nunca medirías ninguno. voltaje entre dos cables pelados a menos que tenga un equipo muy especial.

Ahora agregamos un condensador al circuito. Hay una placa unida a cada cable para que ahora los electrones puedan extenderse en la placa. El lado con muchos electrones repelerá todos los electrones del otro lado de la placa. Una vez que conectamos nuestro motor, los electrones fluirán de la misma manera. Y a medida que los electrones se alejan del cable denso a través del motor, la densidad del cable seguirá disminuyendo, pero ahora también tenemos un segundo efecto en el condensador. A medida que la densidad en la placa se llena menos, habrá menos electrones para repeler los electrones en el otro lado de la placa. Al mismo tiempo, hay más electrones que fluyen a través del motor hacia un lado sin muchos electrones. Esos electrones adicionales comenzarán a empujar hacia atrás tratando de llegar a su lado de la placa. Entonces, cuando un electrón abandona el lado apretado, termina en el otro lado de la placa, lo que empuja a más y más electrones fuera del lado apretado de la placa. Efectivamente, mientras más electrones fluyen desde el cable densamente empaquetado al otro lado de la placa, menos de la placa puede usar el cable denso (lo que lo mantiene densamente empaquetado) y cuanto más de la placa puede usar el cable menos denso (lo que mantiene es menos denso) Los electrones todavía están fluyendo y eventualmente alcanzarán el equilibrio y se detendrán. Pero debido a que el capacitor permite que los dos cables interactúen, los electrones en el cable densamente empaquetado permanecerán apretados durante más tiempo entregando más energía.

– Editado –
Justin Michrina también señaló esto en su respuesta, pero debo agregar que los condensadores no “almacenan corriente”. Almacenan energía que a menudo se usa para crear una corriente. La corriente solo está moviendo electrones. No puedes almacenar movimiento; solo puede almacenar energía que tiene el potencial de crear movimiento más adelante.

Answer 15

Los condensadores con polaridad (el lado negativo se indica con una línea de color), los electrolíticos, almacenan energía mediante una reacción química. Básicamente son baterías recargables muy rápidas (se agotan y se cargan completamente en menos de 16 ms). El tantalio, que también tiene polaridad indicada por un signo “+”, también depende de la química.

Los otros condensadores, aquellos para los cuales docenas de respuestas repiten los mismos conceptos, la respuesta real es:

La energía se almacena en la superficie del material aislante. Físicamente, los electrones se giran para apuntar hacia la placa positiva o lejos de la placa negativa. Estos electrones son como resortes bajo tensión. Su estado natural es orientarse al azar y resistir el movimiento, como lo hace cualquier material aislante.

Tenga en cuenta que algunos condensadores usan como aislante un material que es piezoeléctrico. Puedes escuchar el sonido producido por estos. Además, estos condensadores actúan como un micrófono. Inducen ruido eléctrico cuando reciben choques mecánicos. Son efectivamente pequeños micrófonos de alta frecuencia. Los amplificadores de la más alta calidad evitan los condensadores piezoeléctricos. Los más baratos … tienen muchas otras fuentes de ruido que dominan el pequeño efecto de estos condensadores.

Answer 16

un condensador almacena energía en forma de campo electrostático entre sus placas.
Cuando existe una diferencia de potencial entre los conductores (p. Ej., Cuando un condensador está conectado a una batería), se desarrolla un campo eléctrico a través del dieléctrico, lo que hace que se acumule carga positiva + Q en una placa y carga negativa – Q se acumule en la otra plato. Si se ha conectado una batería a un condensador durante un período de tiempo suficiente, no puede fluir corriente a través del condensador. Sin embargo, si se aplica un voltaje variable en el tiempo a través de los cables del condensador, puede fluir una corriente de desplazamiento

Answer 17

Una respuesta simple: el campo siempre está asociado con la energía. Se puede aplicar a cualquier tipo de campo (conservador). Eléctrica, magnética, gravitacional

En caso de campo eléctrico, la densidad de energía del campo puede escribirse como = 1/2 εE ^ 2

Si multiplica esta densidad por el volumen del condensador (donde existe un campo eléctrico, campo uniforme), se puede calcular la energía del condensador.

Significado condensador almacena energía en forma de campo eléctrico.

Answer 18

Cuando conecta un condensador a una fuente de voltaje, digamos una fuente de CC, la carga + comienza a fluir desde la placa positiva de la batería a la placa de un condensador. A medida que la carga se acumula en la superficie de la placa del condensador, su potencial aumenta desde cero y cuando se vuelve igual al potencial de la placa + de la batería ya no habrá flujo de carga. El mismo caso ocurre con – carga. Por lo tanto, verá, la carga permanecerá en la superficie de la placa. Para detalles visite Ingeniería Eléctrica

Answer 19

El capacitor es una placa de metal separada por una distancia … Por lo tanto, almacena energía en forma potencial … el espacio se llena con dieléctrico, que es un material aislante … así que cuando conectamos una carga al condensador, convierte la energía potencial Ie, almacenada en campo eléctrico en energía eléctrica.

Si está conectado a un motor, el trabajo realizado se convierte en energía mecánica.

Answer 20

La energía almacenada en un condensador se encuentra casi por completo en el campo eléctrico producido entre las placas. Se necesita energía de una batería u otra fuente de energía para mover electrones a una de las placas y alejarla de la otra. Esto hace que una placa tenga carga positiva y la otra carga negativa. El campo eléctrico se produce en proporción a la carga por unidad de área en una placa, y se dice que este campo eléctrico se origina en cargas positivas y termina en cargas negativas.

La energía almacenada en los campos eléctricos es proporcional al cuadrado de la intensidad del campo eléctrico y el volumen del campo.

La energía se transfiere desde la fuente de energía al campo eléctrico a través de la reorganización de las cargas eléctricas.