El siguiente ejemplo es para un circuito sin pérdidas perfecto sin resistencia por motivos de ilustración solamente. En realidad, esto no existe, pero nuevamente el propósito es la simplicidad.
Si hay 1 Joule de energía almacenada en un condensador y luego ese condensador se conecta a una bobina para transferir y luego almacenar el 1 Joule de energía en el campo magnético de la bobina, ¿se ha realizado este trabajo? hecho?
En el diagrama a continuación, C1 se carga inicialmente y almacena 1J de energía. Ahora cerramos S1.
simular este circuito : esquema creado usando 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 VC1 el voltaje en C1 cae. Eventualmente, VC1 llega a cero. Ahora hay una gran corriente que fluye en L1, por lo que VC1 intenta continuar 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 condensador ha realizado 1J de trabajo en el inductor
Yendo un paso más allá, una vez que el 1 Joule de energía se almacena por completo en el campo magnético de la bobina, debe ir a algún lugar.
No, no 'tiene que ir a algún lugar', solo puede permanecer allí mientras la corriente siga circulando.
... Luego se colapsa y se usa un diodo para redirigir el 1 Joule de energía para cargar otro condensador.
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 obtenerse de D2. D2 extrae la 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 Joule de energía almacenada en el primer condensador de descarga, que luego se almacena en el campo magnético de la bobina, y luego finalmente termina como energía almacenada en ¿El segundo condensador cargado?
No se ha hecho ningún trabajo abriendo y cerrando los interruptores ideales, no se ha hecho ningún trabajo calentando resistencias de cero o haciendo que los diodos sean óptimos, y no se ha hecho 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 la energía almacenada en el componente que recibe la energía.