Kondenzátory sú zariadenia používané na skladovanie elektrické náboje. Existujú kondenzátory rôznych tvarov a kapacít. Napriek tomu všetci zdieľajú niečo spoločné: tvoria ich dva terminály oddelené niektorými dielektrický materiál. Kondenzátory sa používajú v rôznych technologické aplikácie. Je pre nás prakticky nemožné nájsť akýkoľvek elektronický obvod, ktorý by neobsahoval tento typ zariadenia.
Ak je spojená s potenciálnym rozdielom, a elektrické pole sa tvorí medzi jeho platňami, čo spôsobuje, že kondenzátory akumulujú náboje na svojich svorkách, pretože dielektrikum vo vnútri sťažuje prechod elektrických nábojov cez platne.
Pozritiež: Čo je to dielektrická sila?
Funkcia kondenzátorov
Najzákladnejšou funkciou kondenzátora je funkcia ukladajte elektrické náboje dovnútra. Počas výbojov môžu kondenzátory poskytovať obvodu veľké množstvo elektrického náboja.
Plné nabitie kondenzátorom trvá krátky čas, ale ich vybitie je spravidla rýchle. Preto sa kondenzátory široko používajú v elektronických zariadeniach, ktoré vyžadujú veľká intenzita elektrického prúdu, ako vysokonapäťové stereá.
Okrem svojej najzákladnejšej funkcie sa dajú kondenzátory zvyknúť implementovať časovače, usmerňovače elektrického prúdu, sieťové filtre, stabilizátory atď.
Pozritiež: Elektrické obvody
Teraz neprestávajte... Po reklame je toho viac;)
Typy kondenzátorov
Kondenzátory sa môžu líšiť svojim tvarom aj dielektrikom. Médium, ktoré je vložené medzi doskami kondenzátora zasahovať priamo v jeho schopnosti ukladať elektrické náboje. Znamená, že súčasnosť neustále výšky elektrostatický, to znamená, že sú vysoko odporové, sú uprednostňované pri implementácii kondenzátorov.
Vyskúšajte niektoré typy kondenzátorov:
Elektrolytické kondenzátory: obsahujú tenké vrstvy hliník, zapojené v oxid hliníka a nasiaknuté tekutými elektrolytmi.
Polyesterové kondenzátory: sú veľmi kompaktný typ kondenzátora tvorený vrstvami polyesteru a hliníka.
Tantalové kondenzátory: majú dlhšiu životnosť, použitie ako dielektrikum resp oxid Tantala.
Olejové kondenzátory: boli to prvé typy kondenzátorov a podobne ako papierové kondenzátory sa prestali používať, pretože boli nepraktické alebo nespoľahlivé.
Variabilné kondenzátory: sú tie, ktoré majú ventily schopné regulovať vzdialenosť medzi doskami alebo ich kontaktnou oblasťou, ktoré sa široko používajú v zariadeniach s ventilmi, ako sú rádiá a staré televízory
Keramické kondenzátory: vyrobené v tvare disku, sú vyrobené z vodivých dosiek, ktoré obaľujú médium, ako je papier, sklo alebo vzduch.
Existujú rôzne typy kondenzátorov s rôznymi vlastnosťami a použitím.
Paralelný doskový kondenzátor
Paralelný doskový kondenzátor je typ kondenzátora, ktorý predstavuje jednoduchšiu geometriu. Tento typ je tvorený pancierom, ktorý je vyrobený z vodivý materiál a obalené v dielektrickom médiu, vysokom elektrický odpor (napríklad vákuum, papier, guma, olej atď.). Nasledujúci obrázok zobrazuje schému kondenzátora s paralelnými doskami:
Paralelný doskový kondenzátor je najjednoduchší z kondenzátorov.
Pozritiež:Čo je to LED?
kapacita
Vlastnosť, ktorá meria účinnosť kondenzátora pri ukladaní nábojov je kapacita. Kapacita je a fyzikálna veličina merané v Coulombových jednotkách na volt (C / U), známejšie ako Farad (F), po anglickom fyzikovi Michael Faraday (1791-1867). Hovoríme, že 1 Farad sa rovná 1 Coulombovi na volt. Vzorec použitý na výpočet kapacity je tento, skontrolujte to:
Ç - kapacita (F)
Q - elektrický náboj (C)
U - elektrické napätie (V)
Z praktického hľadiska kapacita udáva, aké je množstvo poplatkov, ktoré môže kondenzátor „udržať“ pre daný potenciálny rozdiel.
Kapacita tiež závisí od faktorov geometrický, to znamená vzdialenosť medzi doskami kondenzátora a tiež oblasť týchto doštičiek. Preto v prípade paralelných doskových kondenzátorov môžeme určiť ich kapacitu pomocou nasledujúcej rovnice:
ε0 - vákuová dielektrická permitivita (F / m)
THE - plocha tanierov (m²)
d - vzdialenosť medzi doskami (m)
Pozritiež:Čo je to elektromotorická sila
vyriešené cviky
Otázka 1) Vypočítajte modul kapacity kapacitného kondenzátora 0,005 m² s paralelnými doskami, vzdialeného od seba 0,5 mm (0,5.10-3 m). adoptovať ε0 = 8,85.10-12.
a) 44,25 nF
b) 88,5 pF
c) 885 pF
d) 0,88 mF
e) 2,44 F
Šablóna: List B
Rozhodnutie:
Na výpočet kapacitného modulu tohto paralelného doskového kondenzátora použijeme údaje poskytnuté z cvičenia a použijeme vzorec, ktorý vzťahuje oblasť na vzdialenosť medzi dosky:
Výsledok, ktorý sme našli pre kapacitu, je 88.5.10-12 F. Môžeme však použiť predponu pico (p = 10-12), ktorá predstavuje toto množstvo.
Otázka 2) Určitý kondenzátor je schopný uchovať až 2 µC elektrického náboja, keď je pripojený k rozdielu potenciálov 1 mV. Určte kapacitu tohto kondenzátora.
a) 2 mF
b) 1 mF
c) 0,5 nF
d) 100 pF
e) 0,1 F
Šablóna: List THE
Rozhodnutie:
Kapacitu je možné vypočítať z pomeru medzi množstvom uloženého elektrického náboja a potenciálnym rozdielom medzi jeho svorkami:
Výsledok naznačuje, že získaná kapacita je 2 mF (2,10-3 F). Správnou alternatívou je preto písmeno A.
Otázka 3) Určte veľkosť elektrického náboja uloženého v kondenzátore 0,5 mF pri pripojení k rozdielu potenciálov 200 V.
a) 1,5 uC
b) 0,2 pC
c) 0,1 uC
d) 10 nC
e) 100 mC
Šablóna: List A
Rozhodnutie:
Vypočítajme množstvo elektrického náboja uloženého v tomto kondenzátore:
Podľa vykonaného výpočtu je množstvo náboja uloženého v tomto kondenzátore 100 mC (100.10-3 Ç).
Otázka 4) Určte, aké napätie musí byť vedené cez svorky kondenzátora 0,2 μF, takže medzi ich armatúrami sú uložené 2 nC elektrických nábojov.
a) 0,2 V
b) 2 uV
c) 200 μV
d) 1 mV
e) 10 mV
Šablóna: List A
Rozhodnutie:
Vypočítajme elektrické napätie ustanovené medzi svorkami kondenzátora:
Podľa výsledku je potrebných 10 mV, aby tento kondenzátor mohol akumulovať 2 nC náboja, takže správnou alternatívou je písmeno A.
Podľa mňa.Rafael Helerbrock
Prajete si odkaz na tento text v školskej alebo akademickej práci? Pozri:
HELERBROCK, Rafael. "Kondenzátory"; Brazílska škola. Dostupné v: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/capacitores.htm. Sprístupnené 27. júna 2021.
