Napięcie elektryczne i kondensatory

Napięcie elektryczne jest kluczowym pojęciem w elektrotechnice, związanym z ruchem ładunków w polu elektrycznym. Gdy ładunek dodatni porusza się wzdłuż linii pola, jego energia kinetyczna rośnie, a potencjalna maleje. Różnica potencjałów elektrycznych między dwoma punktami a i b wyraża się wzorem W = -q(Va-Vb), gdzie W to praca wykonana przez pole elektryczne podczas przemieszczania ładunku q.

Definicja: Napięcie elektryczne to praca wykonana przez pole elektryczne podczas przemieszczania jednostkowego ładunku elektrycznego między dwoma punktami.

Kondensator to urządzenie składające się z dwóch przewodników oddzielonych od siebie izolatorem. Jego główną cechą jest zdolność do gromadzenia ładunku elektrycznego.

Highlight: Największy ładunek w kondensatorze gromadzi się na ostrzu przewodnika.

Pojemność kondensatora to kluczowy parametr określający, ile ładunku można zgromadzić na jego okładkach przy napięciu 1V. Jednostką pojemności kondensatora jest farad (F).

Przykład: Kondensator o pojemności 1 farada gromadzi ładunek 1 kulomba (C) przy napięciu 1 wolta (V) między okładkami.

Warto zauważyć, że pojemność kondensatora nie zależy od ładunku zgromadzonego w nim. W praktyce często używa się mniejszych jednostek:

Vocabulary:

• 1 mikrofarad (μF) = 10^-6 F
• 1 nanofarad (nF) = 10^-9 F

Interesującym przykładem naturalnego kondensatora jest układ Ziemia-jonosfera. Jonosfera, będąca najwyższą częścią atmosfery, ma ładunek dodatni i wraz z powierzchnią Ziemi tworzy naładowany kondensator.

Wzór na pojemność kondensatora płaskiego to q = C * U, gdzie:

• q - ładunek okładki naelektryzowanej dodatnio
• C - pojemność kondensatora
• U - napięcie między okładkami

Ta formuła jest fundamentalna dla zrozumienia działania kondensatorów i ich zastosowań w elektronice.