Discuție:Capacitate electrică

Capacitatea electrică. Energia câmpului electric

Condensator electric.

Condensatoarele sunt elemente electronice pasive anume construite pentru a înmagazina o mare cantitate de electricitate (sarcina electrică). Fie un condensator plan format din două plăci metalice (armăturile) plan paralele de arie S fiecare, aflate la distanța d una de cealaltă. Dacă conectăm cele două armături la o sursă electrică, plăcile se vor încărca cu sarcinile +Q și respectiv -Q. Dacă d este suficient de mic comparație cu dimensiunile armăturilor, câmpul electric creat între ele poate fi considerat uniform, ceea ce înseamnă că liniile de câmp sunt paralele și uniform distribuite. În aceste condiții poate fi neglijată deformarea câmpului electric la capete. Se poate calcula capacitatea acestui condensator folosind teorema lui Gauss. Se construiește suprafața Gauss (indicată în figura alăturată). Fluxul electric al intensității E este nul pe suprafața Gauss aflată la mijlocul plăcii din cauză că intensitatea câmpului electric din interiorul unui conductor metalic ce conține sarcină electrică constantă este nulă. Fluxul lui E pe suprafețele de la capete este tot nul în măsura în care câmpul electric poate fi considerat nedeformat la extremitățile condensatorului.

Φ = E×S = Q / ε (1)

unde

E = U / d

Q = C×U

rezultă C = Q / U = ε×S / d

Procesul de încărcare a unui condensator cu o sarcină Q (până când diferența de potențial dintre armături devine U) poate fi imaginat ca transportul unei sarcini infinitezimale dQ = C×dU de la o armătură pe alta, ceea ce duce la ridicarea tensiunii cu dU. Pentru acest proces se efectuează un lucru mecanic infinitezimal δL = U×dQ care va duce la o creștere cu dW a energiei electrostatice a condensatorului.

Energia finală va fi:

$W=\int _{q=0}^{Q}U{\text{d}}q=\int _{q=0}^{Q}{\frac {q}{C}}{\text{d}}q={1 \over 2}{Q^{2} \over C}={1 \over 2}CU^{2}={1 \over 2}UQ.$ (2)

Ținând cont că C = ε×S / d și U = E×d, expresia energiei devine:

W_es = ε×E²×S×d / 2 = ε×E²×V / 2 , densitatea volumică de energie fiind:

w_es = ε×E² / 2 = E•D / 2

Formula (1) leagă energia condensatorului de sarcina înmagazinată pe armături, iar expresiile din formula (2) de intensitatea câmpului electric dintre armături. Cine este purtătorul energiei electrostatice? Sarcinile electrice de pe armături sau câmpul? Electrostatica (care studiază câmpurile constante în timp create de sarcinile imobile) nu poate da un răspuns concret. Câmpurile constante nu pot exista decât pe baza sarcinilor care le crează. Câmpurile variabile în timp însă pot exista independent de sarcini și se propagă prin spațiu sub formă de unde electromagnetice, unde care transportă energie. Se poate considera deci că purtătorul energiei electrice este câmpul.

Deoarece câmpul e produs și legat de sarcinile electrice, energia W poate fi considerată ca energie de interacție dintre acestea. Pe baza acestor considerente se poate analiza problema stabilității sistemelor formate din sarcini mobile. Cum substanțele, la scară microscopică, sunt formate din sarcini, se pune problema dacă sunt posibile configurații formate din particule încărcate, imobile unele față de altele, care să reprezinte atomi, molecule, etc., și în care să nu acționeze forțele electrostatice. Instabilitatea unui sistem simplu, de două sarcini punctiforme este evidentă: sarcinile de același semn se resping la infinit, iar cele de semn contrar se atrag, ciocnesc și se neutralizează reciproc. Generalizând un astfel de experiment, Ernshaw a demonstrat teorema care îi poartă numele. ← Acest comentariu nesemnat a fost adăugat de Terraflorin (discuție • contribuții).

Re:Aliniere terminologică internatională/dezambiguizare

(adus de la Discuții Utilizator:Meszzoli, această discuție privește subiectul articolului Capacitate electrică)

La viscozitate/vascozitate există aliniere terminologică care e contrară ortografiei normale.Alte exemple de aliniere ar putea include termenul capacitanță in loc de capacitate electrica. Termenul in discutie se inscrie in seria de denumiri de marimi cu terminatia -a(e)nță si evita si ambiguitate capacitate(condensator)-capacitate (baterie electrica sau acumulator).Cum considerați aceste exemple?--79.116.77.134 (discuție) 14 martie 2011 00:14 (EET)

Cu viscozitatea e clară problema: e una din puținele excepții în care denumirea oficială este forma incorectă din punct de vedere ortografic, în mod normal, ar trebui să fie: vâscozitate, dat fiind faptul că derivă din vâscos. Forma viscozitate este unanim acceptată, inclusiv de DEX, celaltă formă fiind "acceptată" sau "tolerată". Toate celelate cuvinte care derivă din viscozitate păstrează construcția cu i în loc de î sau â: viscozimetru, viscozitate dinamică, etc. Cert este că toate lucrările de știință și tehnică sau tehnologie folosesc această formă. Probabil cel care l-a introdus în terminologia românească s-a inspirat din forma franceză sau latină, ulterior consacrându-se această variantă. Nu cred că alegerea formei actuale a fost una conștientă, de „aliniere” la vreo serie de cuvinte sau la forme din alte limbi. Nu cunosc detalii privind „geneza” termenului.

În cazul capacitanței problema este mai drastică. Într-adevăr cuvântul capacitate poate fi confundat cu termenul condensator (rar:capacitor) dar numai de cei care nu cunosc cu destulă precizie domeniul electricității. Cuvântul se „aliniază” acum la seria cuvintelor: rezistivitate, permeabilitate, permitivitate, conductivitate, chiralitate, etc. Ar putea foarte bine să se alinieze la seria: rezistență, inductanță, reluctanță, reziliență, etc. și ar fi în ton cu expresia englezească „capacitance”. Numai că această „aliniere” ar fi catastrofală întrucât capacitanța nu este o denumire alternativă sau sinonimă cu capacitate! Ea este o mărime fizică legată de capacitate, dar totuși complet diferită de ea; reprezintă „reactanța capacitivă” al unui circuit de curent alternativ, adică mărimea $\scriptstyle X_{C}={\frac {1}{\omega C}}$, unde $\scriptstyle C$ este capacitatea electrică iar $\scriptstyle \omega$ reprezintă pulsația curentului alternativ. Așa este cunoscută în literatura de specialitate și așa este definită în dicționarele explicative:

CAPACITÁNȚĂ s. f. reactanță opusă printr-o capacitate trecerii unui curent alternativ. (< fr. capacitance) Sursa: Marele dicționar de neologisme

CAPACITÁNȚĂ s. f. reactanță opusă printr-o capacitate trecerii unui curent alternativ.(< fr. capacitance) Sursa:DEX

CAPACITANȚĂ (‹ fr.) s. f. Impedanță a unui condensator electric la o frecvență determinată.Sursa: DEX

Prin urmare, confundarea capacității electrice cu mărimea capacitanță îl situează pe cel care folosește termenul complet în afara domeniului fizicii!--ZOLTAN (discuție) 14 martie 2011 17:52 (EET)

Folosirea termenului capacitanță ca echivalent pentru capacitate electrică prin analogie cu inductanța e atestată de LTR (1958) vol3, pag 403. S-au schimbat lucrurile intre timp?

Conform vocabularului electrotehnic international termenul capacitance cu sensul de reactanță capacitivă e prezentă doar în l. franceză unde pare a fi expresia unei rivalități franco-engleze. Ca atare nu e nevoie de un sens introdus fraudulos în română pe filieră franceză care e expresia rivalității mentionate anterior. De fapt nici nu e nevoie de un termen distinct pentru reactanța mentionată , ca dovada manualele de liceu nu-l amintesc.

Cît despre exprimarea ”situare in afara fizicii”, aceasta poate fi considerată o formă subtilă de opozitie față de un termen atestat de surse mai temă decăt MDN si alte dictionare generaliste.--79.116.79.232 (discuție) 17 martie 2011 01:54 (EET)

Nu știu la care vocabular electrotehnic internațional vă referiți. Este adevărat că LTR folosește termenul de capacitață în sensul de capacitate electrică dar numai ca o exprimare echivalentă, adică tolerată. Mai există, sporadic ce-i drept, unele publicații ce uzitează expresia, în special în domeniul electronicii și în media electronică. Deci: nu s-a schimbat nimic de atunci. Numai că termenul nu s-a consacrat și nu a dobândit o largă circulație în niciun mediu, fie el al învățământului, tehnicii, tehnologiei sau cercetării. La fel se întâmplă și cu celălalt sens al capacitanței; foarte puține materiale îl folosesc cu sensul de reactanță capacitivă chiar dacă DEX-ul îl definește ca atare. Oare de ce? Păi tocmai datorită existenței acestei ambivalențe generatoare de ambiguități. În plus, capacitanța mai are multe alte sensuri și în domenii ca hidrodinamica, hemodinamica, fiziologia, rezistența materialelor din construcții, etc. Prin urmare, eu cred că denumirile „oficiale” ale acestor noțiuni vor rămâne, mult timp de acum înainte, sintagmele : Capacitate electrică respectiv Reactanță capacitivă; firește, capacitanța, ca termen, va fi folosită și pe viitor ca denumire alternativă. A induce în mod deliberat o stare de confuzie (ambiguitate), acolo unde totul este clar, este o acțiune cel puțin inoportună, dacă nu chiar dăunătoare; nu cred că aceasta este menirea wikipediei. --ZOLTAN (discuție) 17 martie 2011 18:22 (EET)