Zde se dozvíte mnohé nejen z elektrotechniky, ale i z dějin a současnosti letecké techniky i dějin světa, též rady a triky, jak pořídit dobré fotografie.
Pozor, vyhledávač pracuje především na soubory uložené mezi lety 2008 a 2012, nové soubory nahrané od 1.1. do 1.7. 2013 z 99,5% nesnímá!!!, novější soubory nejsou problém.

Kondenzátor

Ukázka elektrolytických kondenzátorů.

 

Ukázka elektrolytických kondenzátorů.

Kondenzátor (zastarale nazývaný dnes obecnějším pojmem kapacitor) je elektrotechnická součástka používaná v elektrických obvodech k dočasnému uchování elektrického náboje, a tím i k uchování potenciální elektrické energie.Základní vlastností pro hodnocení kondenzátoru je jeho elektrická kapacita, technicky je kondenzátor určen maximálním povoleným napětím, druhem dielektrika a provedením vývodů (axiální, radiální, bezvývodový).

Princip kondenzátoru

Z fyzikálního hlediska se kondenzátorem nazývá libovolné vodivé těleso, které je zcela obklopeno jiným vodivým tělesem, přičemž obě tělesa jsou vzájemně izolována.

 

Fyzikální princip kondenzátoru.

Pokud je na těleso v dutině přiveden náboj Q, bude se na vnitřní straně dutiny druhého vodiče indukovat náboj Q. Vzniklé elektrostatické pole je uzavřeno v dutině mezi oběma vodivými tělesy, přičemž siločáry vycházejí z kladných nábojů na jednom vodiči a končí na záporných nábojích na druhém vodiči. Toto elektrostatické pole je nezávislé na vnějších polích. Je-li potenciál vodiče uvnitř dutiny a potenciál vnějšího vodiče , pak mezi oběma vodivými tělesy existuje napětí

Pomocí kapacitních koeficientů dostaneme soustavu rovnic

Matice Cik je však symetrická, takže platí C12 = C21. Pokud je náboj Q = 0, bude potenciál vnitřního vodiče shodný s potenciálem vnitřní plochy dutiny, tzn. , což umožňuje určit, že C11 = − C12 = − C21 = C22 = C. Veličina C představuje kapacitu kondenzátoru. Z uvedené soustavy rovnic pak plyneKapacita kondenzátoru je určena rozměry, tvarem a vzájemnou polohou vodičů, které se označují jako elektrody kondenzátoru.Kapacitu kondenzátoru lze zvýšit vyplněním dutiny mezi oběma vodivými tělesy vhodnou nevodivou látkou. Dielektrikum mezi deskami nedovolí, aby se částice s nábojem dostaly do kontaktu, a tím došlo k neutralizaci, jinak vybití elektrických nábojů. Přitom dielektrikum svou polarizací zmenšuje sílu elektrického pole nábojů na deskách a umožňuje tak umístění většího množství náboje.Vzhledem k elektrostatické indukci je velikost náboje na obou deskách stejná.

Technická realizace

Z praktického hlediska je konstrukce kondenzátoru jakožto vodiče zcela obklopeného jiným vodičem dosti nevhodná. V praxi používané kondenzátory jsou tedy konstruovány poněkud jinak. U takovýchto kondenzátorů je podmínka, že jeden vodič je zcela uzavřen uvnitř druhého splněna pouze přibližně, což má za následek, že tyto kondenzátory nejsou zcela nezávislé na vnějších polích a v místech, kde siločáry opouští prostor mezi elektrodami dochází k tzv. okrajovým efektům (jevům).

Schéma deskového kondenzátoru.

Schéma válcového kondenzátoru.

Schéma kulového kondenzátoru.

Kapacita deskového kondenzátoru

V ideálním případě sestává deskový kondenzátor ze dvou rovnoběžných vodivých rovin (tedy nekonečných ploch), jejichž vzájemná vzdálenost je d.

Použitím Gaussova zákona se lze přesvědčit, že elektrostatické pole je soustředěno mezi deskami. Jsou-li obě desky nabity opačnými náboji s konstantní plošnou hustotou náboje σ, pak intenzita pole je

, kde je permitivita dielektrika mezi elektrodami.Pokud bude záporně nabitá deska uzemněna, bude její potenciál nulový a potenciál kladně nabité desky bude roven napětí mezi deskami, tzn.

U = Ed V reálném případě nemohou být desky kondenzátoru nekonečné roviny, ale plochy s konečným obsahem S. Pokud je vzdálenost d mezi deskami malá ve srovnání s rozměry desek, je možné elektrostatické pole, které se mezi nimi vytváří považovat za homogenní, což umožňuje použít stejné vztahy jako by šlo o dvojici nekonečných rovin. Vzhledem k homogenitě pole můžeme použít , z čehož plyne

Pro kapacitu deskového kondenzátoru pak dostaneme

 apacita deskového kondenzátoru se tedy zvyšuje se zvětšováním plochy desek kondenzátoru a také se snižováním jejich vzdálenosti.

Okrajové efekty u deskového kondenzátoru.

Na okrajích reálného deskového kondenzátoru však elektrostatické pole již není homogenní, neboť tam vznikají tzv. okrajové efekty (jevy). Přestože se tedy uvedený vztah běžně využívá pro výpočet kapacity deskového kondenzátoru, je nutné si uvědomit, že tento vztah není zcela přesný. Jeho přesnost je určena poměrem vzdálenosti desek d a jejich lineárního rozměru . Pokud tedy poměr , pak jsou okrajové efekty malé a uvedený vztah platí poměrně přesně. Se zvyšováním tohoto poměru se vliv okrajových efektů uplatňuje stále více a přesnost výpočtu kapacity podle daného vzorce klesá.

Druhy kondenzátorů

vzduchový otočný kapacitní trimr

 

ladicí kondenzátor

 

svitkové kondenzátory v různých provedeních

Leydenská láhev je historicky první kondenzátor. Jedná se o skleněnou nádobu, na jejíž vnější i vnitřní straně jsou přilepeny (příp. napařeny) kovové vrstvy. Používala se k uchování náboje vzniklého ve Whimhurstově indukční elektrice.

Podle tvaru lze rozlišit kondenzátory deskové, válcové, kulové, svitkové (svinutý dlouhý vodivý pás oddělený izolantem).

Podle použitého dielektrika se kondenzátory dělí

*       otočný vzduchový

*       papírový (často papír napuštěný voskem) (svitkové)

*       elektrolytický (dielektrikem je tenká oxidační vrstva na jedné z elektrod, druhou elektrodu tvoří samotný elektrolyt)

*       keramický

*       kapacitní dioda - varikap

*       Slídový

*       Plastový

Otočný vzduchový

*       Je nejstarší typ proměnného kondenzátoru. Má dvě hlavní součásti. rotor a stator Na rotoru i statoru jsou umístěny desky které se otáčením zasouvají a vysouvají do sebe. Tím se mění aktivní S desek a současně i C. Jako dielektrikum je použit vzduch, někdy můžeme najít i polystyren, olej nebo jiné látky.

Otočný kondenzátor umožňuje zasouváním desek mezi sebe měnit účinnou plochu desek, a tím i měnit kapacitu kondenzátoru. Desky mohou mít tvar polokruhu (kapacita pak závisí lineárně na natočení) nebo ledvinovitý (obvykle logaritmický průběh změny kapacity)

Pro podobné účely se dnes využívá varikap, kde je kapacita měněna vstupním napětím.

Papírový (svitkový)

*       Dielektrikum tvoří kondenzátorový papír. (jeho Εr mívá hodnotu 4-10) Elektrody jsou tvořeny hliníkovou folií s vývody. Kondenzátorový papír včetně elektrod je svinut do válce. Někdy je hliník nahrazen pokovením fólie (z obou stran), takový kondenzátor je označován jako metalizovaný (MP). Toto provedení je odolné proti průrazu napěťovými špičkami a dochází k obnovení funkčnosti po průrazu vypálením poškozeného místa na fólii.

Elektrolytický

Je podstatně odlišný od jiných typů kondenzátorů. Katoda je tvořena vodivým elektrolytem, který může být jak tekutý, polosuchý nebo pevný. Anoda je tvořena čistou hliníkovou fólií, na které je vrstvička Al2O3 (oxid hlinitý), tato vrstvička má funkci dielektrika. Pokud kondenzátor není dlouhou dobu pod napětím, jeho kapacita se zmenší. Do jisté úrovně se dá zase obnovit připojením stejnosměrného proudu. Elektrody mají velký povrch, který je tvořen nepravidelně naleptanou strukturou povrchu hliníku.

Jeho výhodou je vysoká měrná kapacita, nevýhodou naopak to, že nesmí být přepólován a obvykle snese oproti jiným typům jen velmi nízké napětí.

 

Ukázka poněkud většího olejového kondenzátoru 100 μF na napětí 15000 V. Kondenzátor má hmotnost 60 kg a olejovou náplň o objemu 13 l

 Tantalový

Je podobný elektrolytickému s hliníkovou fólií, ale má lepší frekvenční a teplotní charakteristiky.

 

Keramický

*       Speciální keramika s velkou permitivitou a malým ztrátovým činitelem

*       Dle tvaru na

*     terčové

*     destičkové

*     průchodkové

Kondenzátor v elektrickém obvodu

K zakreslení kondenzátoru v elektrickém obvodu se používá elektrotechnická značka:

[editovat] 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

Sériově zapojené kondenzátory.

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

Pro celkovou kapacitu sériově řazených kondenzátorů pak dostaneme

Paralelní zapojení kondenzátorů

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.

kde Ci je kapacita i-tého kondenzátoru. Pro celkovou kapacitu paralelně řazených kondenzátorů pak platí vztah

Energie kondenzátoru

Na elektrodách kondenzátoru se nachází náboje o stejné velikosti a s opačnými znaménky, tzn. Q = Q1 = − Q2. Pro energii kondenzátoru tak platí

,

kde označuje napětí kondenzátoru a C je kapacita kondenzátoru.


Pro deskový kondenzátor dostaneme

,

kde představuje objemovou hustotu energie elektrostatického pole|elektrostatického pole a Sd je objem prostoru mezi deskami kondenzátoru.

Hnoty 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 0,47µF do 1F.

Využití kondenzátoru

*       Fotografický blesk hromaděná lektrická 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.

 

18.07.2008 16:36:40
jan.kostra
Adobe reader 9.4 porteble.jpg
Převod skenů do editovatelného textu.pdf  208.3kB
Sken, tištěnou předlohu či vyfotografovaný text převedu do formátů doc, docx, rtf, html, či txt. Text dokážu převést i ze zabezpečených souborů pdf. bližší info na kontaktech v inzerátu.

Líbí se vám tyto stránky?

Ano (3593 | 24%)
Ne (3838 | 26%)
líbí se mi obsah (1927 | 13%)
líbí se mi grafika (1967 | 13%)

Našli jste zde co jste hledali??

Ano, vše (1680 | 20%)
Ano, z větší části (1692 | 20%)
Ano, z měnší části (1706 | 20%)
Ne, to co jsem hledal(a) (1693 | 20%)

Která rubrika se Vám líbila nejvíce?

Dějepis (2910 | 6%)
Letecká technika (2863 | 6%)
logitronik (2835 | 6%)
Ledkovky (2867 | 6%)
Anna Franková (2808 | 5%)
schematické značky (2867 | 6%)
číselné systémy (2817 | 5%)
jednotky soustavy SI (2898 | 6%)
vývoj počítačů (2746 | 5%)
integrované obvody (2833 | 5%)
schemata (2915 | 6%)
Psychologie (1614 | 3%)
Pedagogika ( | 0%)
Knihovnička ( | 0%)
PC Software ( | 0%)

Jaký typ fotoaparátu preferujety

Digitální zrcadlovku (1696 | 20%)
Digitální Ultrazoom (1663 | 20%)
Digitální kompakt (1676 | 20%)

Jaký webový prohlížeč užíváte??

Internet Explorer 9 (1708 | 13%)
Internet Explorer 8 (1723 | 13%)
Internet Explorer 7 (1679 | 12%)
Google Chrom (1721 | 13%)
Mozila Firefox (1711 | 13%)
Opera (1698 | 12%)
Jiný (1701 | 12%)
Internet Expolrer 10 (1592 | 12%)

Jaký je Váš oblíbený Cad sofrware??

Eagle (1704 | 10%)
MultiSIM (1684 | 10%)
Google skatch (1709 | 10%)
jiný (1694 | 10%)
Děkuji za návštěvu a doufám, že nalezené informace byli dostatečné Váší potřebě.
V případě potíží mě kontaktujte na e-mail: petrasek.jan@windowslive.com .
administrátor Petrásek Jan
přístup: http://www.webgarden.cz/index.php?action=logoutuser
Name
Email
Comment
Or visit this link or this one