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电工基础
1.5.4.3 三、电容器中的电场能
电容器中的电场能

电容器放电时,指示灯被点亮,经过一段时间后才会暗下来。可见,充了电的电容器中储存了能量,可通过指示灯转换成光能释放出来。

电容器中的能量是在充电过程中储存起来的。电容器充电时,电源把自由电子由一个极板上移到另一个极板上去,电源克服正极板对电子的吸引力和负极板对电子的排斥力而做功,使正、负极板上储存的电荷量不断增加。在充电过程中,电源不断地搬运电荷,所消耗的能量转化为电场能储存在电容器中。

从能量转化的角度看,电容器的充放电过程,实质上是电容器与外部能量的交换过程。在此过程中,电容器本身不消耗能量,所以说,电容器是一种储能元件。

通过进一步的理论分析,可得到电容器中电场能为

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式中 C——电容器的电容,单位为F;

U——电容器两极板间的电压,单位为V;

WC——电容器中的电场能,单位为J。

显然,在电压一定的条件下,电容量C越大,储存的能量越多,电容量也是电容器储能本领大小的标志。储能焊就是利用电容器储能这一原理来焊接金属的。

【例3-7】有一只电容为2000μF的电容器被充电到400V,问电容器中储存了多少电场能?

解:电容器储存的电场能为

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