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Calculez l'énergie stockée dans le réseau de condensateurs sur la Figure 8.3.4a lorsque les condensateurs sont complètement chargés et lorsque les capacités sont C1 = 12.0μF, C2 = 2.0μF, et C3 = 4.0μF, respectivement. Stratégie
Un condensateur cylindrique est constitué de deux armatures cylindriques concentriques de rayons R 1 et R 2 respectivement comme vous pouvez le voir dans la figure ci-dessous. La charge de l’armature intérieure est + q et celle de l’armature extérieure est – q. Le champ électrique créé par chacun des cylindres a une direction radiale.
Le travail total W nécessaire pour charger un condensateur est l'énergie potentielle électrique qui y est UC stockée, ou UC = W. Lorsque la charge est exprimée en coulombs, le potentiel est exprimé en volts et la capacité est exprimée en farads, cette relation donne l'énergie en joules.
Toute l'énergie magnétique du câble est donc stockée entre les deux conducteurs. Puisque la densité d'énergie du champ magnétique est u m = μ 0 I 2 8 π 2 r 2. et l'énergie par unité de longueur est ( μ 0 I 2 / 4 π) l n ( R 2 / R 1). où L est l'auto-inductance d'une longueur l du câble coaxial.
uE = 1 2ϵ0E2. (8.4 .1) Si nous multiplions la densité d'énergie par le volume entre les plaques, nous obtenons la quantité d'énergie stockée entre les plaques d'un condensateur à plaques parallèles UC = uE(Ad) = 12ϵ0E2Ad = 12ϵ0 V2 d2 Ad = 12V2ϵ0 A d = 12V2C.
Néanmoins comme la capacité de ce composant se dégrade très rapidement en fonction de la fréquence, celui-ci doit être réservé au domaine exclusif du stockage de l’énergie électrique (utilisation en courant continu).
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