È dissipato nella resistenza diversa da zero dei fili di collegamento. Puoi calcolare che la dissipazione non dipende dalla resistenza effettiva, quindi ridurla non aiuta.

correlati: energia nei condensatori (ce ne deve essere di più ma non posso trovarli)

Come ha già detto Wounter van Ooijen, è una questione di resistenza parassitaria, che è sempre presente. La prova:

EDIT: Anche se le risposte fornite devono soddisfare qualsiasi ingegnere su questo pianeta (scherzo), sembra che il caso dei cavi a resistenza zero sia ancora considerato come uno scenario di possibile violazione della conservazione dell'energia (scherzo).

Infatti, una risposta completa a questa domanda deve affrontare il caso di resistività zero perché tutti hanno sentito parlare di superconduttori . Bene, si scopre che le stesse domande sono già state poste al forum di fisica. Una delle migliori risposte può essere trovata qui.

Questo problema è un classico e fornisce un meraviglioso esempio dei limiti della teoria dei circuiti ideali.

Ci sono tre ipotesi alla base della teoria dei circuiti ideali e una di queste ipotesi è, essenzialmente, ignorare il sé -induttanza del circuito.

Ma qualsiasi circuito (percorso chiuso) ha induttanza. Quindi, anche se manteniamo l'idealizzazione del filo a resistenza zero e dei condensatori ideali, non possiamo sfuggire all'induttanza fondamentale del circuito (a meno che non riduciamo il circuito a zero dimensioni).

Un'attenta analisi mostrerà che, anche se la resistenza è zero (o effettivamente così) in modo che non vi sia una perdita resistiva effettiva, c'è energia "persa" nel campo elettromagnetico; l'energia "persa" viene irradiata come radiazione elettromagnetica.

Una derivazione dettagliata può essere trovata in A Capacitor Paradox.

L'intuizione ci direbbe che se potessimo in qualche modo collegare i condensatori con una resistenza zero, l'energia sarebbe conservata. Ma questo è sbagliato. La nostra intuizione deriva dal fatto che normalmente la potenza diminuisce quando la resistenza si avvicina allo zero. Ad esempio:

^{simula questo circuito - Schema creato utilizzando CircuitLab}

$$ P = 1A \ cdot V \\ V = 1A \ cdot R $$

Pertanto, come \ $ R \ to 0 \ Omega \ $, quindi \ $ V \ to0V \ $. Chiaramente, \ $ 1A \ cdot 0V = 0W \ $, quindi possiamo dire:

$$ \ lim_ {R \ to 0} (1A) ^ 2R = 0W $$

Questo è il solito caso perché sebbene i circuiti che realizziamo non siano solo sorgenti di corrente, hanno una certa resistenza da qualche parte che limita la corrente. Pertanto, abbiamo l'abitudine di pensare ridurre al minimo la resistenza involontaria per ridurre al minimo la perdita .

Un altro esempio:

^{simula questo circuito}

$$ P = 1V \ cdot I \\ I = 1V / R $$

Pertanto, come \ $ R \ a 0 \ Omega \ $, poi \ $ I \ $ diventa più grande e poi si preme una divisione per zero. Pertanto, non possiamo valutare il limite:

$$ \ lim_ {R \ to 0} \ frac {(1V) ^ 2} {R} $$

Ora, considera che nell'istante in cui colleghi i condensatori, sembrano sorgenti di tensione e puoi vedere che non è possibile collegare nemmeno condensatori ideali con conduttori ideali. Anche se li colleghi con resistenze molto piccole , la corrente sale, le perdite \ $ I ^ 2R \ $ salgono alle stelle e tu non stai meglio di quanto le avessi collegate con una grande resistenza. Affinché questo circuito sia matematicamente coerente, deve esserci una sorta di impedenza tra i condensatori: se non è una resistenza, forse un'induttanza.

Questa risposta è più o meno un'ulteriore esplorazione del trasferimento di energia. Mettere in cortocircuito un condensatore con un altro non ha ovviamente senso se si desidera risparmiare energia. Questo è stato già dimostrato nelle risposte, quindi non mi dilungherò su questo se non per dire "non ti aspetteresti che un convertitore di voltaggio buck funzioni senza un induttore". Beh, in tutta serietà non lo faresti, quindi perché qualcuno (me compreso) potrebbe essere abbastanza stupido LOL.

L'energia da C1 può essere trasferita a C2 con resistenza zero e questo ovviamente si basa sull'induttanza di i fili. Se un induttore non con perdite collegasse C1 a C2, l'energia sarebbe conservata e rimarrebbe oscillante per sempre tra i due condensatori e l'induttore. Ma ho pensato che non sarebbe stato bello se potesse raggiungere uno stato stazionario. Quindi, ho pensato che cosa succederebbe se ci fosse resistenza del cavo: le oscillazioni si sarebbero estinte MA l'energia di 10 mJ è ancora persa nella dissipazione del calore del resistore. Poi ho pensato a questo: -

Si scopre che con un diodo perfetto e senza perdite puoi prendere con successo tutta l'energia dal tappo sinistro e inserirla il tappo giusto. 15mJ viene trasferito con successo da un limite da 3uF a un altro limite da 3uF e le tensioni si stabilizzano. Le perdite dei diodi perderanno circa 2 mJ se queste vengono prese in considerazione.

Altri da seguire.

probabilmente non sono abbastanza abile da dire qualcosa di interessante (non sono un ingegnere elettronico, solo un appassionato di elettronica) ma ho dovuto superare il problema del trasferimento di energia attraverso i condensatori in passato e ho "parzialmente" trovato una soluzione (testata all'interno del mio piccolo laboratorio).

L'idea è simile a quella schematizzata da Andy Aka ma, invece di un semplice induttore, ne ho usato uno complementare e, invece di un semplice diodo, ho ne ho usato uno Schottky (per sfruttare l'effetto valanga): ho scoperto che con questi due componenti messi in serie sono riuscito a trasferire il 65-70% dell'energia dal condensatore carico a quello vuoto.

Penso che la quantità / percentuale dell'energia trasferita potesse dipendere dalla frequenza di risonanza: non avevo tempo né risorse per testare tutte le possibili armoniche di quella risonanza, quindi sono necessarie ulteriori indagini.

Se qualcuno trovate soluzioni apprezzabili su questo problema, contattatemi: fabrizioricciarelli@gmail.com

Saluti

Devesh