ELEKTŘINA A MAGNETISMUS
ELEKTRICKÝ NÁBOJ A ELEKTRICKÉ POLE
Kondenzátory, jejich spojování a energie
A) ROZDĚLENÍ KONDENZÁTORŮ
podle tvaru:
deskové
kulové
válcové
svitkové (svinutý dlouhý vodivý pás oddělený dielektrikem)
podle použitého dielektrika:
vzduchový
papírový
elektrolytický
keramický
slídový
plastový
B) KAPACITA DESKOVÉHO KONDENZÁTORU
E ... intenzita homogenního elektrického pole
S ... účinný plošný obsah desek
(část povrchu vodivé desky, proti které je povrch druhé desky)
d ... vzdálenost desek
ε … permitivita prostředí mezi deskami
(pro daný kondenzátor je konstantní)
VZTAH PRO KAPACITU DESKOVÉHO KONDENZÁTORU
KAPACITA DESKOVÉHO KONDENZÁTORU
je přímo úměrná obsahu účinné plochy desek a nepřímo úměrná vzdálenosti desek.
C) SPOJOVÁNÍ KONDENZÁTORŮ
slouží k získání potřebné hodnoty kapacity
Elektrotechnická značka kondenzátoru:
Existují 2 způsoby zapojení
A) PARALELNÍ SPOJENÍ (VEDLE SEBE)
Potom
napětí UAB je na obou kondenzátorech stejné (viz obrázek zapojení)
tímto spojením se zvýšila účinná plocha desek a tudíž pro celkový náboj Q platí Q = Q1 + Q2
SHRNUTÍ
Při paralelním zapojení kondenzátorů je výsledná kapacita soustavy dána vztahem
kde C je výsledná kapacita a C1, C2 až CN jsou kapacity jednotlivých kondenzátorů.
A) SÉRIOVÉ SPOJENÍ (ZA SEBOU)
Potom
na obou kondenzátorech se indukují stejné náboje Q
na kondenzátorech dojde k poklesu napětí U
SHRNUTÍ
Při sériovém zapojení kondenzátorů je výsledná kapacita soustavy dána vztahem
kde C je výsledná kapacita a C1, C2 až CN jsou kapacity jednotlivých kondenzátorů.
D) ENERGIE KONDENZÁTORU
Myšlenkový experiment: při nabíjení deskového kondenzátoru přenášíme náboj na jednu z jeho desek, to znamená, že konáme určitou práci a víme, že platí Q je přímo úměrný U
PODÍVEJ SE
On-line výpočet kapacity sériově zapojených kondenzátorů (jan-lostak.eu)
Kapacita a dielektrika - materiál MIT v PDF na webu Aldebaran.cz
ÚLOHY NA PROCVIČENÍ
ÚLOHA 1:
Překontrolujte výslednou kapacitu soustavy zapojených kondenzátorů a případnou chybu opravte.
ÚLOHA 2:
Ke zdroji o napětí 60 V připojíme sériově kondenzátory o kapacitách 1 microF a 2 microF. Jaké náboje a napětí budou na jednotlivých kondenzátorech? Který kondenzátor bude mít větší energii a proč?
(40 microC, 40 V, 20 V, větší energii bude mít kondenzátor s menší kapacitou)
ÚLOHA 3:
Nabitý kondenzátor fotoblesku o kapacitě 800 microF má napětí 500 V. Jaká energie se spotřebuje při záblesku, jestliže se kondenzátor úplně vybije?
(100 J)