커패시터에 저장된 에너지
커패시터는 전하를 저장할 수 있는 장치로, 주로 서로 가까이 있지만 접촉하지 않는 두 개의 도체(보통 판이나 시트)로 구성됩니다. 기본적으로 커패시터는 절연체로 분리된 두 개의 금속 판으로 이루어져 있습니다. 이 절연체를 유전체라고 합니다(예: 폴리스티렌, 기름 또는 공기). 커패시터는 현대 전자 및 전기 회로와 장치에서 가장 많이 사용되고 유용한 전자 부품 중 하나입니다.
커패시터의 에너지 저장
커패시터는 전기 에너지를 저장하는 데 사용될 수 있습니다. 커패시터의 가장 중요한 응용 중 많은 부분이 에너지 저장 능력에 의존합니다. 충전된 커패시터에 저장된 전기 포텐셜 에너지는 커패시터를 충전하는 데 필요한 작업의 양, 즉 반대 전하를 분리하고 다른 도체에 배치하는 작업과 정확히 같습니다. 커패시터가 방전될 때, 이 저장된 에너지는 전기력에 의해 수행된 작업으로 회복됩니다.
충전 과정의 끝에서 상단 판의 전하가 +Q인 경우, 이 과정에서 수행된 총 작업량은 다음과 같이 유도될 수 있습니다:
이는 커패시터가 방전될 때 전기장에 의해 전하에 대해 수행된 총 작업과도 같습니다.
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