ZAPOJOVN KONDENZTOR Mgr Kamil Kuera Gymnzium a Jazykov

ZAPOJOVÁNÍ KONDENZÁTORŮ Mgr. Kamil Kučera

Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy ANOTACE 1. Kód EVM: 2. Číslo projektu: CZ. 1. 07/1. 1. 28/01. 0050 3. Vytvořeno: červenec 2014 4. Ročník: 3. ročník – čtyřleté gymnázium, 7. ročník – osmileté gymnázium (RVP-G), 5. K_INOVACE_1. FY. 39 Vzdělávací oblast Člověk a příroda Vzdělávací obor Fyzika Tematický okruh Elektrický náboj a elektrické pole Anotace: Materiál slouží k zopakování kapacity vodiče. Materiál se zabývá především kondenzátory, jejich druhy a možnostmi jejich zapojení. Učivo je ověřeno závěrečným testem. Materiál se využije v průběhu hodiny. Pomůcky: interaktivní tabule. Materiál je určen pro bezplatné používání pro potřeby výuky a vzdělávání na všech typech škol a školských zařízeních. Jakékoliv další využití podléhá autorskému zákonu.

Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Kapacita vodiče kapacita vodiče C • skalární veličina • schopnost vodiče přijmout při dané hodnotě potenciálu určitý náboj Q Vodič má kapacitu 1 F, jestliže se nábojem 1 C nabije na elektrický potenciál 1 V. Kapacita koule o poloměru r v prostředí o relativní permitivitě εr [1]

Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Kondenzátor kondenzátor – soustava tvořená dvojicí navzájem izolovaných, obvykle plošných vodičů v malé vzdálenosti druhy kondenzátorů: podle dielektrika: podle tvaru: podle kapacity: plastový skleněný keramický slídový papírový elektrolytický deskové válcové kulové svitkové s neměnitelnou kapacitou s měnitelnou kapacitou [3] [2] [4] [5]

Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Využití kondenzátorů Fotografický blesk Ladicí součástka v přijímači [6] Defibrilátor Odrušovací kondenzátor Počítačová paměť [7] Odstranění stejnosměrné složky elektrického proudu Stabilizační prvek v elektrických obvodech Časovače [9] [8]

Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Leidenská láhev • historicky první kondenzátor • sloužil zásobník elektrického náboje při experimentech s elektřinou [10] • název podle univerzity v Leidenu v Nizozemsku, kde s ní v 18. století prováděli experimenty • jedná se o skleněnou nádobu, na jejíž vnější i vnitřní straně jsou přilepeny (příp. napařeny) kovové vrstvy (sklo nadále sloužilo jako dielektrikum, které oba polepy oddělovalo, z vnitřního polepu vedl hrdlem láhve ven vodič, zakončený kovovou koulí) • původně se jednalo o skleněnou nádobu naplněnou vodou, do níž byl zaveden kovový drát procházející zátkou (voda tvořila jednu elektrodu kondenzátoru, druhou elektrodou byla ruka držící láhev při experimentech, sklo sloužilo jako dielektrikum) [11]

Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Deskový kondenzátor bez dielektrika • tvořen dvěma rovnoběžnými deskami o obsahu S ve vzájemné vzdálenosti d oddělené vakuem • v praxi místo vakua vzduch S S - obsah aktivní plochy ε 0 - permitivita vakua d - vzdálenost desek d [12]

Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Deskový kondenzátor s dielektrikem tvořen dvěma rovnoběžnými deskami o obsahu S ve vzájemné vzdálenosti d oddělené dielektrikem dielektrikum – látka, která nevede elektrický proud každé dielektrikum charakterizováno relativní permitivitou εr (εr >1) S - obsah aktivní plochy ε 0 - permitivita vakua εr – relativní permitivita d - vzdálenost desek S r [13] [14]

Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Zapojování kondenzátorů Kondenzátory se vyrábějí v řadách s určitými hodnotami kapacit. Požadovanou hodnotu kapacity dostaneme vhodným zapojením. Druhy zapojení kondenzátorů: • paralelní • sériové • kombinované

Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Paralelní zapojení Uvažujme dva (resp. tři) kondenzátory o kapacitách C 1, C 2, (C 3) a zapojíme je paralelně (vedle sebe). Výslednou kapacitu po zapojení kondenzátorů označme C. C 1 C 2 C 3 Výsledná kapacita zapojení se zvětší.

Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Sériové zapojení Uvažujme dva (resp. tři) kondenzátory o kapacitách C 1, C 2, (C 3) a zapojíme je sériově (za sebou). Výslednou kapacitu po zapojení kondenzátorů označíme C. C 1 C 2 C 3 Výsledná kapacita zapojení se zmenší.

Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Kombinované zapojení Kondenzátory můžeme zapojit kombinací paralelního a sériového zapojení. Ukázky možného zapojení 3 kondenzátorů. C 2 C´ C 1 C 2 C 1 C 3 C´

Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Příklady na zapojení kondenzátorů (1. část) Př. Vypočítejte výslednou kapacitu tří kondenzátorů zapojených podle schémat:

Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Příklady na zapojení kondenzátorů (2. část)

Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Trocha opakování 1. Vysvětlete, co je to kondenzátor. 2. Popište Leidenskou láhev a k čemu se používala? 3. Vysvětlete pojem kapacita vodiče. 4. Popište deskový kondenzátor s dielektrikem. 5. Vypočtete výslednou kapacitu kondenzátorů zapojených podle schémat:

Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Zdroje a použitá literatura [1] NEZNÁMÝ. wikipedia [online]. [cit. 2. 7. 2014]. Dostupný na WWW: http: //commons. wikimedia. org/wiki/File: Faraday. jpg? uselang=cs [2] PETRUS. wikipedia [online]. [cit. 2. 7. 2014]. Dostupný na WWW: http: //cs. wikipedia. org/wiki/Kondenz%C 3%A 1 tor#mediaviewer/Soubor: Znacka. Kondenzatoru. jpg [3] OMEGATRON. wikipedia [online]. [cit. 2. 7. 2014]. Dostupný na WWW: http: //cs. wikipedia. org/wiki/Kondenz%C 3%A 1 tor#mediaviewer/Soubor: Capacitors_electrolytic. jpg [4] JULO. wikipedia [online]. [cit. 2. 7. 2014]. Dostupný na WWW: http: //cs. wikipedia. org/wiki/Kondenz%C 3%A 1 tor#mediaviewer/Soubor: Kondensatory-rozne. jpg [5] PYSZ, Wojciech. wikipedia [online]. [cit. 2. 7. 2014]. Dostupný na WWW: http: //cs. wikipedia. org/wiki/Kondenz%C 3%A 1 tor#mediaviewer/Soubor: Rotary_capacitor_Pionier. JPG [6] RAMA. wikipedia [online]. cit. 2. 7. 2014]. Dostupný na WWW: http: //commons. wikimedia. org/wiki/Category: Canon_flashes#mediaviewer/File: Canon_G 11_img [7] SNOWDOG. wikipedia [online]. [cit. 2. 7. 2014]. Dostupný na WWW: http: //commons. wikimedia. org/wiki/Defibrillator#mediaviewer/File: Street-defibrillator. jpg [8] NEZNÁMÝ. wikipedia [online]. [cit. 2. 7. 2014]. Dostupný na WWW: http: //cs. wikipedia. org/wiki/Elektronick%C 3%A 1_pam%C 4%9 B%C 5%A 5#mediaviewer/Soubor: DDR 2_ram_mounted. jpg [9] STAHLKOCHER. wikipedia [online]. [cit. 2. 7. 2014]. Dostupný na WWW: http: //cs. wikipedia. org/wiki/%C 4%8 Casova%C 4%8 D#mediaviewer/Soubor: Digitale_Zeitschaltuhr. jpg [10] NEZNÁMÝ. wikipedia [online]. [cit. 2. 7. 2014]. Dostupný na WWW: http: //commons. wikimedia. org/wiki/File: Leyden_jar_showing_construction. png? uselang=cs [11] GORDON, James Edward Henry. wikipedia [online]. [cit. 2. 7. 2014]. Dostupný na WWW: http: //commons. wikimedia. org/wiki/File: Leyden_jar. png? uselang=cs [12] PAJS. wikipedia [online]. [cit. 2. 7. 2014]. Dostupný na WWW: http: //commons. wikimedia. org/wiki/File: Kondenzator_deskovy_schema. svg? uselang=cs [13] FABIAN_R. wikipedia [online]. [cit. 2. 7. 2014]. Dostupný na WWW: http: //commons. wikimedia. org/wiki/File: Plate_Capacitor. II. svg? uselang=cs [14]CEPHEIDEN. wikipedia [online]. [cit. 2. 7. 2014]. Dostupný na WWW: http: //commons. wikimedia. org/wiki/File: Plate_Capacitor_DE. svg? uselang=cs schémata zapojení kondenzátorů byla vyrobena ve freewarovém programu Curcuit Diagram 2. 0 SVOBODA, Emanuel a kol. Přehled středoškolské fyziky. Praha: SPN, 1990, ISBN 80 -04 -22435 -0