Finden Sie die Kraft und Energie eines Kondensators

Kondensatoren speichern Energie für die spätere Verwendung. Die momentane Leistung eines Kondensators ist das Produkt seiner momentanen Spannung und Momentanstrom. Um die momentane Leistung des Kondensators zu finden, müssen Sie die folgende Leistungs Definition, die auf jedes Gerät gilt:

Der Index C bezeichnet eine Kapazitätsvorrichtung (Überraschung!). Setzt man den Strom für einen Kondensator in dieser Gleichung gibt Ihnen die folgenden:

Unter der Annahme, null Anfangsspannung, die Energie w_C(T) gespeichert pro Zeiteinheit ist die Macht. dass die Gleichung Integration gibt Ihnen die Energie in einem Kondensator gespeichert:

Die Energiegleichung impliziert, dass die Energie in einem Kondensator gespeichert ist immer positiv. Der Kondensator absorbiert Energie von einer Schaltung, wenn Energie zu speichern. Der Kondensator die gespeicherte Energie, wenn Energie an die Schaltung zu liefern.

Für ein Zahlenbeispiel, Blick auf den oberen linken Diagramm hier gezeigt, die zeigt, wie die Spannungsänderungen an einem 0,5- # 956-F-Kondensator. Versuchen Sie, die Kapazität der Energie und Kraft zu berechnen.

Die Steigung der Spannungsänderung (zeitliche Ableitung) ist die Menge an Strom durch den Kondensator fließt. Weil die Steigung konstant ist, ist der Strom durch den Kondensator Konstante für den gegebenen Pisten. Für dieses Beispiel berechnet man die Steigung für jedes Zeitintervall in dem Diagramm, wie folgt:

Multiplizieren Sie die Pisten durch die Kapazität (in Farad), um den Kondensatorstrom während jedes Intervalls zu erhalten. Die Kapazität beträgt 0,5 # 956-F oder 0,5 x 10^-6 F, so sind hier die Ströme:

Sie sehen die grafische Darstellung der berechneten Ströme in der oberen rechten Diagramm hier gezeigt.

Sie finden die Leistung von Strom und Spannung multipliziert wird, was in der linken unteren Graph hier gezeigt. Schließlich können Sie die Energie, die durch die Berechnung (# 189-) findenC[v_C(t)]². Wenn Sie dies tun, können Sie die rechte untere Graph hier gezeigt bekommen. Hier erhöht sich die Kapazität der Energie, wenn es Energie absorbiert und nimmt ab, wenn sie mit Strom zu liefern.