Encuentra el poder y la energía de un condensador
Los condensadores almacenan energía para su uso posterior. La potencia instantánea de un condensador es el producto de su voltaje instantáneo y corriente instantánea. Para encontrar la potencia instantánea del condensador, es necesario la definición de potencia siguiente, que se aplica a cualquier dispositivo:
El subíndice C denota un dispositivo de capacitancia (¡sorpresa!). Sustituyendo la corriente para un condensador en esta ecuación le da lo siguiente:
Suponiendo cero tensión inicial, la energía wC(t) almacenada por unidad de tiempo es el poder. La integración de la ecuación que da la energía almacenada en un condensador:
La ecuación de la energía implica que la energía almacenada en un condensador es siempre positivo. El condensador absorbe energía de un circuito cuando el almacenamiento de energía. El condensador libera la energía almacenada cuando la entrega de energía al circuito.
Para un ejemplo numérico, mira el diagrama de la parte superior izquierda se muestra aquí, que muestra cómo cambia el voltaje a través de un 0,5- # 956-F de condensadores. Trate de calcular la energía del condensador y el poder.
La pendiente del cambio de voltaje (derivada en el tiempo) es la cantidad de corriente que fluye a través del condensador. Debido a que la pendiente es constante, la corriente a través del condensador es constante para las pistas dadas. Para este ejemplo, se calcula la pendiente para cada intervalo de tiempo en el gráfico de la siguiente manera:
Multiplique las pistas por la capacitancia (en faradios) para obtener la corriente del condensador durante cada intervalo. La capacitancia es 0,5 # 956-F, o 0.5 x 10-6 F, así que aquí están las corrientes:
Usted ve la gráfica de las corrientes calculadas en el diagrama superior derecha se muestra aquí.
Usted encuentra el poder de multiplicar la corriente y la tensión, lo que resulta en el gráfico de abajo a la izquierda se muestra aquí. Por último, se puede encontrar la energía mediante el cálculo (# 189-)C[vC(t)]2. Al hacer esto, se obtiene la gráfica inferior derecha se muestra aquí. Aquí, la energía del condensador aumenta cuando está absorbiendo la energía y disminuye cuando se entrega el poder.
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