Calculadora de Energia do Capacitor
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O que é a energia armazenada em um capacitor?Fórmula de energia do capacitorEnergia armazenada em um capacitor: um exemploTransformações de energia em um circuito LCFAQsEsta é a calculadora de energia do capacitor da Omni, uma ferramenta simples que ajuda você a avaliar a quantidade de energia armazenada em um capacitor. Você também pode encontrar a quantidade de carga acumulada nas placas. Continue lendo para saber que tipo de energia é armazenada em um capacitor e qual é a equação da energia do capacitor.
🙋 Você pode determinar rapidamente qualquer capacitância lendo o código do capacitor com a calculadora de capacitor 🇺🇸 da Omni.
O que é a energia armazenada em um capacitor?
Um capacitor é um componente eletrônico comumente usado em circuitos. Sua função é armazenar uma carga elétrica. Nos capacitores padrão de placas paralelas, cargas de valores iguais com sinais opostos estão presentes nas placas adjacentes (em capacitores esféricos, há esferas concêntricas em vez de placas). Essas cargas criam um campo elétrico entre elas, composto por uma certa quantidade de energia do circuito. Como estamos falando de cargas armazenadas, esse é um exemplo de energia potencial. Entretanto, nesse caso, você não pode usar a fórmula padrão de energia potencial para determinar a energia armazenada.
Fórmula de energia do capacitor
Como estimar a energia, E, armazenada em um capacitor com uma capacitância, C, e uma voltagem aplicada, V? Essa energia é equivalente ao trabalho feito por uma bateria para mover a carga Q para o capacitor. A equação resultante é:
E = ½ ⋅ C ⋅ V²
Usando a fórmula geral para capacitância, C = Q / V, podemos reescrever a equação de energia em duas outras formas análogas:
E = ½ ⋅ Q² / C ou E = ½ ⋅ Q ⋅ V
Energia armazenada em um capacitor: um exemplo
Quanta energia pode ser armazenada em um capacitor com capacitância C = 300 μF quando o conectamos a uma fonte de voltagem de V = 20 V? Vamos resolver isso juntos!
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Para facilitar nossa vida, use a notação científica para a capacitância:
C = 3 · 10⁻⁴ F
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Seguindo a fórmula de energia, encontramos:
E = ½ ⋅ 3 · 10⁻⁴ F ⋅ (20 V)² = 6 · 10⁻² J
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A energia armazenada no capacitor também pode ser escrita como 0,06 J ou 60 mJ.
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Além disso, podemos estimar a carga total acumulada no capacitor:
Q = C ⋅ V = 3 · 10⁻⁴ F ⋅ 20 V = 6 · 10⁻³ C = 6 mC
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... ou você pode simplesmente economizar tempo usando esta calculadora de energia do capacitor, que automaticamente computa todos os cálculos para você!
A propósito, se você tiver um sistema com mais de um capacitor, é melhor consultar nossa calculadora de capacitores em série 🇺🇸 ou a calculadora de capacitores em paralelo 🇺🇸 para determinar rapidamente a capacitância total, pois esse é o valor que você deve usar na fórmula para a energia do capacitor.
Transformações de energia em um circuito LC
Um circuito LC é um sistema composto por um indutor e um capacitor. Na prática, ele pode ser generalizado como um circuito RLC devido a alguma resistência no sistema. Quando o circuito processa o sinal de uma frequência ressonante, a energia potencial do capacitor se transforma continuamente em energia magnética produzida por uma corrente que flui pela bobina. Esses tipos de circuitos são amplamente utilizados no processamento de sinais ou no envio e recebimento de ondas de rádio.
🔎 O que você acha de verificar nossa calculadora de energia armazenada no indutor 🇺🇸 para saber como calcular a energia magnética?
Como um capacitor armazena energia?
Um capacitor armazena energia a partir de sua capacidade de manter um potencial elétrico após ser carregado. A energia armazenada em um capacitor é a energia potencial eletrostática, diretamente associada as cargas nas placas do capacitor.
Como calcular a energia armazenada por um capacitor?
Para computar a energia armazenada por um capacitor:
- Encontre a capacitância do componente, C.
- Meça a voltagem aplicada V.
- Multiplique a capacitância pelo quadrado da voltagem: C · V2
- Divida por 2. O resultado é a energia eletrostática armazenada pelo capacitor: E = 1/2 · C · V2
Qual é a energia armazenada por um capacitor de 120 pF a 1,5 V?
A energia armazenada em um capacitor de 120 pF a 1,5 V é 1,35 · 10-10 J. Para encontrar esse resultado:
- Tome o quadrado da voltagem: V2 = 1,52 = 2,25 · V2
- Multiplique o resultado pela capacitância (aqui usamos a notação científica): C · V2 = 120 · 10-12 · 1,25 = 2,7 · 10-10 F · V2
- Divida por 2: E = 1/2 · C · V2 = 1/2 · 2,7 · 10-10= 1,35 · 10-10 J
Por que a energia armazenada em um capacitor é dividida por dois?
A fórmula para a energia de um capacitor pode parecer familiar, pois a energia eletrostática é dada pela equação W = E = Q · V, onde W é o trabalho. Em um capacitor, devemos considerar que o processo de acúmulo de carga não é ideal. A carga acumulada no capacitor começa em 0 e termina em Q após um tempo dado pela característica do dispositivo. Neste caso, W = E = 1/C · 0 ∫ Q q dq = 1/2 Q2 · 1/C. Como C = Q/V, obtemos E = 1/2 Q · V.