Энергия электрического поля

При заряде конденсатора энергия, полученная от источника питания, частично выделяется в виде тепла на сопротивлении R, другая её часть запасается в виде энергии электрического поля в конденсаторе. Заряд конденсатора растёт пропорционально напряжению, поэтому: Q = CU

Работа, проделанная в электрическом поле, равна произведению величины заряда на напряжение: A = QU

В процессе зарядки заряд конденсатора меняется от 0 до напряжения источника питания. Среднее напряжение во время заряда тогда равняется U/2.

We = A = Q∙(U/2), т.к. Q = CU, то энергия электрического поля We = CU²/2.

We – энергия электрического поля в джоулях (Дж, J) или в ваттсекундах (Втсек, Ws);

C – ёмкость в фарадах (Ф, F);

U – напряжение в вольтах (В, V).

Такая же по величине энергия превращается в тепло:

Wa = W – We = QU – (QU/2) = QU/2 = CU²/2.

Пример.

Какая энергия запасена в электрическом поле конденсатора ёмкостью 100мкФ при напряжении 20В?

We = CU²/2 = (100∙∙20²)/2 = ∙2∙10² = 0.02Втсек = 20мВтсек.