مكثف معشق والطاقة المخزنة في المكثف

 مكثف معشق:

بالنسبة لعدد n من اللوحات في مكثف ، ستكون السعة الكلية:

حيث C = εo*A / d هي السعة للوحة واحدة و n هي عدد اللوحات المشذرة. كما هو موضح في الشكل 1  يمكن رؤية الصفائح المشذرة على أنها لوحات متوازية متصلة ببعضها البعض. يعمل كل زوج من الصفائح المتجاورة كمكثف منفصل يكون عدد الأزواج دائمًا أقل بمقدار واحد من عدد اللوحات ومن هنا يكون المضاعف (n - 1).

الشكل (1)

  الطاقة المخزنة في المكثف :

لزيادة الشحنة والجهد على مكثف يجب أن يتم العمل بواسطة مصدر طاقة خارجي لنقل الشحنة من السالبة إلى اللوحة الموجبة مقابل القوة المقابلة للمجال الكهربائي. إذا كان الجهد على المكثف هو V ، فإن الشغل dW المطلوب لتحريك زيادة صغيرة في الشحنة dq من السالب إلى اللوحة الموجبة هو dW = V*dq. يتم تخزين الطاقة في المجال الكهربائي المتزايد بين الألواح. إجمالي الطاقة المخزنة W في مكثف يساوي إجمالي العمل المنجز في إنشاء المجال الكهربائي من حالة غير مشحونة.

حيث Q هي الشحنة المخزنة في المكثف و V هي الجهد عبر المكثف  و C هي السعة. ستبقى هذه الطاقة الكامنة في المكثف حتى تتم إزالة الشحنة. إذا سُمح للشحنة بالرجوع من اللوحة الموجبة إلى السالبة ، على سبيل المثال عن طريق توصيل دائرة بمقاومة بين الألواح  فإن الشحنة التي تتحرك تحت تأثير المجال الكهربائي ستعمل على الدائرة الخارجية. إذا كانت الفجوة بين لوحات المكثف d ثابتة  كما هو الحال في نموذج اللوحة المتوازية أعلاه فسيكون المجال الكهربائي بين الصفائح منتظمًا (مع إهمال مجالات التهديب) وسيكون له قيمة ثابتة E = V / d. في هذه الحالة يمكن حساب الطاقة المخزنة من شدة المجال الكهربائي

الصيغة الأخيرة أعلاه تساوي كثافة الطاقة لكل وحدة حجم في المجال الكهربائي مضروبة في حجم المجال بين الألواح  مما يؤكد أن الطاقة في المكثف مخزنة في مجاله الكهربائي.