Kondenzátory – maturitní otázka

 

Téma: Kondenzátory

Předmět: Fyzika

Přidal(a): Lkout

 

Kondenzátory jsou elektrotechnická součástka používaná v elektrických obvodech k dočasnému uchování elektrického náboje, a tím i k uchování potenciální elektrické energie.

 

ŘAZENÍ KONDENZÁTORŮ:

• Paralelní zapojení:  C = C1 + C2 + … + Cn
• Sériové zapojení:   1/C = 1/C1 + 1/C2 + … + 1/Cn

 

Kapacita:

• Elektrická kapacita vyjadřuje schopnost vodiče uchovat elektrický náboj. Čím větší kapacita, tím větší množství náboje může být na vodiči.
• Kapacita kondenzátoru je definována jako množství náboje na deskách kondenzátoru, je-li mezi deskami jednotkové elektrické napětí (1 V).
• Značka je C

 

Schématické značky:

• a) Keramický kondenzátor
• b) Elektrolytický kondenzátor
• c) Kapacitní trimr
• d) Kapacitní potenciometr

 

Jednotka:

• Kapacita se udává ve Faradech [F]. Odvozené jednotky jsou:
• miliFarad [mF] -> 10^-3F, mikrofarad [uF] -> 10^-6F, nanoFarad [nF] -> 10^-9F, pikoFarad [pF] -> 10^-12F
• C= ε0*ε(r)*S/d
  • S – plocha desky     
  • d – vzdálenost desek od sebe
  • ε₀ – permitivita  vakua  
  • ε_r – permitivita relativní
• XC = 1/(C* ω)
  • Xc – Reaktance
  • C – kapacita kondenzátoru
  • ω – úhlová frekvence – 2*∏*f

 

Pevné kondenzátory

• PAPÍROVÉ DIELEKTRIKUM
  
  • je tvořeno dvěma hliníkovými fóliemi mezi, které je vložen speciální kondenzátorový papír
• ZMETALIZOVANÝM PAPÍREM
  
  • elektrody mají zhotoveny z 2 kondenzátorových papírů, které jsou po jedné straně pokovené hliníkovou vrstvou a křemíku.
• S KLASICKOU FÓLII
  
  • jsou podobné výše uvedeným kondenzátorům, ale místo kondenzátorového papíru je použitá fólie z polystyrénu, teflonu nebo terylénu
• SLÍDOVÉ
  
  • elektrody mají zhotoveny napařením nebo nastříkáním stříbrné vrstvy na tenké destičky z jakostní slídy. Jednotlivé destičky jsou spojeny paralelně, aby se dosáhlo větší kapacity
• KERAMICKÉ
  
  • dielektrikum mají ze speciální keramiky s velkou permitivitou a malými dielektrickými ztrátami, kde keramická hmota je ve tvaru fólií, destiček nebo trubiček. Mají velmi malé rozměry a destičkové nemají vývody a pájí se přímo do DPS (desky plošného spoje)
• ELEKTROLYTICKÉ
  
  • rozdíl oproti předchozím je jedna z elektrod tvořená vodivým elektrolytem (katoda). Elektrolyt je směs vody, etylenglykolu, vyšších alkoholů, soli a různých aditiv. Anoda je hliníková fólie téměř o 100% čistotě. Mají definovanou polaritu!
• TANTALOVÉ
  
  • mají v porovnání s elektrolytickými menší rozměry, lepší časovou i teplotní stabilnost kapacity a menší ztráty při vyšších kmitočtech. Dielektrikum tvoří oxid tantaličitý. Vyrábějí se pro nižší napětí než elektrolyty

 

Proměnné kondenzátory:

• LADÍCÍ
  
  • jsou tvořeny soustavou pevných desek mezi, které se vsouvají rotorové desky. Překrýváním desek se zvyšuje kapacita, nejčastějším dielektrikem je vzduch. U malých přijímačů se rotorové desky zasouvají mezi fólie ze speciálních dielektrických materiálů
• DOLAĎOVACÍ
  
  • jsou nejčastěji v trubkovém provedení, kdy kondenzátor je tvořen skleněnou nebo keramickou trubičkou a mosazným pístem ovládaný ladícím strojem. Konstrukčně jsou upraveny pro zapojení DPS

 

KONDENZÁTORY SMD:

• Pro malé a střední kapacity (pevné dielektrikum-polymer, keramika)
• Pro velké kapacity (elektrolyty, hliník nebo tantal)

 

CHARAKTERISTICKÉ VLASTNOSTI – (PARAMETRY) – KONDENZÁTORŮ:

• Jmenovitá kapacita – výrobcem napsaná kapacita
• Tolerance – hodnota skutečné kapacity od jmenovité (%)
• Jmenovité napětí – nejvyšší napětí na, které je kondenzátor konstruován
• Provozní napětí – nejvyšší napětí na, které může být kondenzátor trvale připojen
• Izolační odpor – odpor mezi elektrodami mařený stejnosměrným napětím
• Ztrátový činitel – udává ztráty energie, jež jsou zapříčiněny dielektrickými ztrátami

 

VYUŽITÍ KONDENZÁTORŮ:

• Fotografický blesk – nahromaděná energie kondenzátorů se vybije přes výbojku provázenou silným světelným zábleskem
• Filtrace – paralelním zapojením do elektrického obvodu lze dosáhnout vyhlazení napěťových špiček, a tím rovnoměrnějšího průběhu elektrického proudu.
• Odstranění stejnosměrné složky el. proudu – větví s kondenzátorem nemůže projít stejnosměrný elektrický proud, ale střídavý proud ano.
• 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