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Energía de un capacitor

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Para cargar una capacitancia es necesario trasladar cargas contra el campo eléctrico lo que requiere de energía. Dicha energía queda almacenada en la capacitancia y se recupera el minuto que se descarga el condensador.

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ID:(1573, 0)



Energía de un capacitor

Descripción

Para cargar una capacitancia es necesario trasladar cargas contra el campo eléctrico lo que requiere de energía. Dicha energía queda almacenada en la capacitancia y se recupera el minuto que se descarga el condensador.

Variables

Símbolo
Texto
Variable
Valor
Unidades
Calcule
Valor MKS
Unidades MKS
$E_d$
E_d
Campo eléctrico, dos placas infinitas
V/m
$C$
C
Capacidad del capacitor
F
$Q$
Q
Carga
C
$dQ$
dQ
Carga infinitesimal
C
$\epsilon$
epsilon
Constante dieléctrica
-
$\sigma$
sigma
Densidad de carga por área
C/m^2
$w$
w
Densidad de energía
J/m^3
$W$
W
Energía
J
$dW$
dW
Variación infinitesimal del trabajo
J

Cálculos


Primero, seleccione la ecuación:   a ,  luego, seleccione la variable:   a 

Símbolo
Ecuación
Resuelto
Traducido

Cálculos

Símbolo
Ecuación
Resuelto
Traducido

 Variable   Dado   Calcule   Objetivo :   Ecuación   A utilizar



Ecuaciones


Ejemplos

Existe un potencial el ctrico entre ambas placas con que es igual a

$ \Delta\varphi =\displaystyle\frac{ Q }{ C }$



Este corresponde a la energ a potencial que tiene una carga. En particular se puede estimar la energ a del condensador calculando la energ a que gana una part cula si se desplaza entre ambas placas. El trabajo a realizar es

$dW = \Delta\varphi dQ =\displaystyle\frac{ Q }{ C } dQ$



o sea con

$ dW = \displaystyle\frac{ Q }{ C } dQ$

(ID 11621)

Existe un potencial el ctrico entre ambas placas con capacidad del capacitor $F$, carga $C$, carga infinitesimal $C$ y variación infinitesimal del trabajo $J$ es igual a

$ dW = \displaystyle\frac{ Q }{ C } dQ$



Este corresponde a la energ a potencial que tiene una carga. En particular se puede estimar la energ a del condensador calculando la energ a que gana una part cula si se desplaza entre ambas placas. El trabajo a realizar es

$dW = - dQ \varphi =\displaystyle\frac{ Q }{ C } dQ$



o sea que con capacidad del capacitor $F$, carga $C$, carga infinitesimal $C$ y variación infinitesimal del trabajo $J$ es

$ W = \displaystyle\frac{ Q ^2 }{ 2 C }$

(ID 11622)

Como una part cula de prueba es acelerada en el espacio entre las dos placas de un condensador se puede hablar de que existe energ a en el espacio (diel ctrico pero tambi n vac o). Esta se puede calcular dividiendo la energ a almacenada por lo que con capacidad del capacitor $F$, carga $C$ y energía $J$ es

$ W = \displaystyle\frac{ Q ^2 }{ 2 C }$



por el espacio

$V = S d$



que con la capacidad es

$ C = \epsilon_0 \epsilon \displaystyle\frac{ S }{ d }$



y la definici n de carga por rea con es

$ \sigma = \displaystyle\frac{ Q }{ S }$



resulta que con la definici n de densidad de energ a

$w = \displaystyle\frac{W}{V}$



se tiene con

$ w = \displaystyle\frac{ \sigma ^2 }{2 \epsilon \epsilon_0 }$

(ID 11624)

Con la densidad de energ a del campo el ctrico entre las dos placas de un condensador con constante dieléctrica $-$, densidad de carga por área $C/m^2$ y densidad de energía $J/m^3$ es

$ w = \displaystyle\frac{ \sigma ^2 }{2 \epsilon \epsilon_0 }$



y el campo el ctrico existente con es

$ E_d =\displaystyle\frac{ \sigma }{ \epsilon_0 \epsilon }$



se obtiene que la densidad de energ a del campo puede escribirse en funci n del campo el ctrico con como:

$ w = \displaystyle\frac{1}{2} \epsilon \epsilon_0 E_d ^2$

(ID 11625)


ID:(1573, 0)