AŤ TO JISKŘÍ

Kondenzátor-2.část

27. listopadu 2007 v 17:52 | Michal Žoldák |  prvky elektrických obvodů

Kondenzátor v elektrickém obvodu

K zakreslení kondenzátoru v elektrickém obvodu se používá elektrotechnická značka:
Značka kondenzátoru

Nabíjení kondenzátoru

Při zapojení kondenzátoru do obvodu se zdrojem stejnosměrného napětí se na deskách kondenzátoru začne hromadit elektrický náboj - kondenzátor se nabíjí. Nabíjení probíhá, dokud se nevyrovná elektrický potenciál na každé z desek s potenciálem příslušného pólu zdroje. Po nabití je mezi deskami kondenzátoru stejné elektrické napětí jako mezi svorkami zdroje a obvodem neprochází elektrický proud.

Vybíjení kondenzátoru

Jestliže se desky kondenzátoru vodivě propojí, elektrický náboj z desek se odvede, kondenzátor se vybije. Tento přesun elektrického náboje způsobí v obvodu elektrický proud.
Vybíjecí proud může v případě malého odporu vybíjecího obvodu dosáhnout obrovských špičkových hodnot. To má většinou nejen škodlivé účinky na vybíjecí obvod a kondenzátor samotný, ale vede to i k částečnému vyzáření jeho energie ve formě EMI rušení.

Kondenzátor v obvodu střídavého proudu

V obvodu střídavého proudu se kondenzátor opakovaně nabíjí a vybíjí, což má za následek předbíhání elektrického proudu před napětím (fázový posuv) a vznik kapacitance, tj. zdánlivého odporu proti průchodu střídavého proudu.
Kapacita kondenzátoru spolu s indukčností cívky jsou předpokladem vzniku elektromagnetického kmitání - periodické změny elektrického pole na magnetické pole a opačně. Změnou kapacity lze dosáhnout změny frekvence elektromagnetických kmitů.

Sériové zapojení kondenzátoru

Sériové zapojení (řazení) kondenzátorů (označované také jako zapojení za sebou) získáme postupným propojením elektrod různých kondenzátorů tak, že všechny kondenzátory vytvoří řadu. Elektrody výsledného kondenzátoru představují volné elektrody prvního a posledního kondenzátoru v řadě. Napětí U celého zapojení je rovno součtu napětí Ui na jednotlivých kondenzátorech. Na každém kondenzátoru se indukuje stejný náboj, neboť přivedením náboje Q na první elektrodu v řadě se na opačné elektrodě prvního kondenzátoru indukuje náboj − Q, což způsobí vznik náboje Q na první elektrodě druhého kondenzátoru s následnou indukcí náboje − Q na druhé elektrodě druhého kondenzátoru atd., až se nakonec na druhé elektrodě posledního kondenzátoru naindukuje náboj − Q. Lze tedy psát
U = sum_{i=1}^n U_i = Qsum_{i=1}^n rac{1}{C_i}
Pro celkovou kapacitu sériově řazených kondenzátorů pak dostaneme
rac{1}{C} = rac{1}{C_1} + rac{1}{C_2} + ... + rac{1}{C_n} = sum_{i=1}^nrac{1}{C_i}

Paralelní zapojení kondenzátorů

Paralelně zapojené kondenzátory. Paralelně zapojené kondenzátory.
Paralelní zapojení (řazení) kondenzátorů (označované také jako zapojení vedle sebe) vznikne vzájemným spojením odpovídajících elektrod všech kondenzátorů. Na všech kondenzátorech je tedy stejné napětí a výsledný náboj Q se získá sečtením nábojů Qi na jednotlivých kondenzátorech, tzn.
Q = sum_{i=1}^n Q_i = Usum_{i=1}^n C_i
kde Ci je kapacita i-tého kondenzátoru. Pro celkovou kapacitu paralelně řazených kondenzátorů pak platí vztah
C= C_1 + C_2 + ... + C_n = sum_{i=1}^n C_i

Energie kondenzátoru

Na elektrodách kondenzátoru se nachází náboje o stejné velikosti a s opačnými znaménky, tzn. Q = Q1 = − Q2. Pro energii kondenzátoru tak platí
E = rac{1}{2}(arphi_1Q_1+arphi_2Q_2) = rac{1}{2}(arphi_1Q-arphi_2Q) = rac{1}{2}QU = rac{1}{2}CU^2 = rac{1}{2}rac{Q^2}{C},
kde U=arphi_1-arphi_2 označuje napětí kondenzátoru a C je kapacita kondenzátoru.

Pro deskový kondenzátor dostaneme
E = rac{1}{2}CU^2 = rac{arepsilon_0E^2}{2}Sd,
kde rac{arepsilon_0E^2}{2} představuje objemovou hustotu energie elektrostatického pole|elektrostatického pole a Sd je objem prostoru mezi deskami kondenzátoru.

Hodnoty kapacity

Hodnota kapacity spolu s hodnotou maximálního napětí jsou základními hodnotami kondenzátoru. U hodnot kapacity se vychází z řady E6, to je 1.0, 1.5, 2.2, 3.3, 4.7 a 6.8, popis na součástce je třímístný, např. 473 znamená 47000pF. Toto značení se používá u kondenzátorů keramických a svitkových. Pro keramické kondenzátory je praktický rozsah hodnot od 1pF do 1µF. Pro elektrolytické kondenzátory od 1µF do 1F.

Využití kondenzátoru

  • Fotografický blesk - nahromaděná elektrická energie v kondenzátoru se v krátkém časovém okamžiku vybije a způsobí silný světelný záblesk.
  • Stabilizační prvek v elektrických obvodech - paralelním zapojením do elektrického obvodu lze dosáhnout vyhlazení napěťových špiček, a tím rovnoměrnějšího průběhu elektrického proudu.
  • Odstranění stejnosměrné složky elektrického proudu - větví s kondenzátorem nemůže projít stejnosměrný elektrický proud, ale střídavý proud ano.
  • Odrušovací kondenzátor je nedílnou součástí všech elektrospotřebičů. Používá se samostatně nebo v kombinaci s tlumivkami. Omezuje rušení vzniklé spínáním nebo rozpojováním elektrického obvodu pod napětím.
  • Ladící součástka v příjímači - změnou kapacity v oscilačním obvodu přijímače se vlastní frekvence obvodu vyrovná vnější frekvenci a dojde k rezonanci, tj. k zesílení přijímaného signálu.
  • Počítačová paměť - paměť složená z velkého množství miniaturních kondenzátorů je schopna uchovat informaci ve formě 0 a 1 (0 = není náboj, 1 = je náboj).
  • Defibrilátor - přístroj používaný v lékařství k provádění elektrických šoků při zástavě srdce, kdy velké množství náboje projde během krátké doby přes srdeční sval a může tak obnovit srdeční činnost.
  • Časovače - většina generátorů střídavého signálu využívá kondenzátory jako součástky, jejichž střídavé nabíjení a vybíjení určuje periodu kmitů.

Literatura

  1. Valsa J.: Teoretická elektrotechnika I; VUT Brno, 1997
  2. Brančík L.: Elektrotechnika I; VUT Brno
  3. Dědková J: Elektrotechnický seminář; VUT Brno
  4. Musil V., Brzobohatý J., Boušek J., Prchalová I.: Elektronické součástky; VUT Brno, 1996
  5. Mikulec M., Havlíček V.: Základy teorie elektrických obvodů 1; ČVUT, 1997
  6. Stránský J. a kol.: Polovodičová technika I - učebnice pro elektrotechnické fakulty; SNTL; 1982
  7. Blahovec A.: Elektrotechnika I; Informatorium, 1997
  8. Blahovec A.: Elektrotechnika II; Informatorium, 1997
  9. Maťátko J.: Elektronika; Idea Servis, 1997
  10. Syrovátko M.: Zapojení s polovodičovými součástkami; SNTL, 1987
  11. Frohn M., Oberthür W. a kol.: Elektronika - součástky a základní zapojení; BEN, 2006
  12. Vobecký J., Záhlava V.: Elektronika - součástky a obvody, principy a příklady; Grada Publishing; 2001
  13. Doleček J.: Moderní učebnice elektroniky 1.; BEN, 2005
  14. Doleček J.: Moderní učebnice elektroniky 2.; BEN, 2005
  15. Doleček J.: Moderní učebnice elektroniky 3.; BEN, 2005
  16. Doleček J.: Moderní učebnice elektroniky 4.; BEN, 2006
 

1 člověk ohodnotil tento článek.

Anketa

Jak se vám líbí moje stránky??

super
dobrý
de to
nic moc
hrůza

Komentáře

1 michal michal | E-mail | 12. července 2008 v 15:51 | Reagovat

je to fakt sůůůper protože také dělám s elektrikou!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

2 Randy Randy | E-mail | 1. listopadu 2008 v 13:56 | Reagovat

Nic moc,bylo by to lepší,kdyby to nebylo opsáno z enciklopedie na seznamu.

Nový komentář

Přihlásit se
  Ještě nemáte vlastní web? Můžete si jej zdarma založit na Blog.cz.
 

Aktuální články

Reklama