El siguiente ejemplo es para un circuito perfecto sin pérdidas sin resistencia solo con fines ilustrativos. En realidad esto no existe, pero nuevamente el propósito es por simplicidad.
Si hay 1 julio de energía almacenada en un capacitor y luego ese capacitor se conecta a una bobina para transferir y luego almacenar 1 julio de energía en el campo magnético de la bobina, ¿se realiza este trabajo y, de ser así, cuánto trabajo se realizó?
Yendo un paso más allá, una vez que 1 julio de energía se almacena por completo en el campo magnético de la bobina, tiene que ir a alguna parte. Luego colapsa y se usa un diodo para redirigir 1 julio de energía para cargar otro capacitor.
¿Cuál es la cantidad total de trabajo que se ha realizado para almacenar energía a partir de 1 julio de energía almacenada en el primer capacitor de descarga, que luego se almacena en el campo magnético de la bobina y finalmente termina como energía almacenada en el segundo capacitor cargado? ¿condensador?
El siguiente ejemplo es para un circuito perfecto sin pérdidas sin resistencia solo con fines ilustrativos. En realidad esto no existe, pero nuevamente el propósito es por simplicidad.
Si hay 1 julio de energía almacenada en un capacitor y luego ese capacitor se conecta a una bobina para transferir y luego almacenar 1 julio de energía en el campo magnético de la bobina, ¿se realiza este trabajo y, de ser así, cuánto trabajo se realizó?
En el siguiente diagrama, C1 está cargado inicialmente y almacena 1J de energía. Ahora cerramos S1.
simular este circuito : esquema creado con CircuitLab
Eso pone un alto voltaje en D1 y L1. D1 tiene polarización inversa, por lo que no conduce. La corriente se acumula en L1 debido al voltaje en sus terminales, mientras que en VC1 cae el voltaje en C1. Eventualmente, VC1 llega a cero. Ahora hay una gran corriente que fluye en L1, por lo que VC1 intenta seguir cayendo, pero ahora el diodo (ideal) D1 comienza a conducir, lo que evita que VC1 se vuelva negativo.
El voltaje en L1 es cero, por lo que la corriente no cambia. Como VC1 es cero, no hay energía almacenada en él. Toda la energía ahora reside en la corriente que fluye a través de L1.
El capacitor ha realizado 1J de trabajo sobre el inductor.
Yendo un paso más allá, una vez que 1 julio de energía se almacena por completo en el campo magnético de la bobina, tiene que ir a alguna parte.
No, no 'tiene que ir a algún lado', simplemente puede permanecer allí mientras la corriente siga circulando.
... Luego colapsa y se usa un diodo para redirigir 1 julio de energía para cargar otro capacitor.
No, no solo 'colapsa', sino que podemos interrumpir la corriente abriendo S2.
Cuando hacemos eso, la corriente ya no puede fluir a través de D1 y, en su lugar, debe provenir de D2. D2 extrae corriente de C2, lo que hace que su voltaje sea negativo, y el voltaje en C2 aumenta mientras que la corriente en L1 cae. Eventualmente la corriente llega a cero. D2 deja de conducir, ahora tiene polarización inversa, el voltaje en L1 cae a cero, por lo que su corriente permanece en cero. C2 ahora está almacenando la misma energía que se almacenó en L1 y se almacenó en C1.
El inductor ha realizado 1J de trabajo en C2
¿Cuál es la cantidad total de trabajo que se ha realizado para almacenar energía a partir de 1 julio de energía almacenada en el primer capacitor de descarga, que luego se almacena en el campo magnético de la bobina y finalmente termina como energía almacenada en el segundo capacitor cargado? ¿condensador?
No se ha realizado ningún trabajo abriendo y cerrando interruptores ideales, no se ha realizado ningún trabajo calentando resistencias cero o haciendo que los diodos conduzcan ideales, y no se ha realizado ningún trabajo lanzando radiación EM desde estos cables ideales. En todos los casos, el componente que almacena la energía ha realizado exactamente la cantidad de trabajo de energía almacenada sobre el componente que recibe la energía.
Eugenio Sh.
Marc Striebeck
Eugenio Sh.
nazar
Marc Striebeck
mguima
Marc Striebeck