Kondenzátor a cívka

1. Kondenzátor a cívka Jsou to součástky, které mají velký význam pro činnost elektrického obvodu ZŠChodov, Komenského 273

2. Kondenzátor Kondenzátor je elektrotechnická součástka používaná v elektrických obvodech k dočasnému uchování elektrického náboje, a tím i k uchování potenciální elektrické energie. Princip kondenzátoru: • Kondenzátor se skládá ze dvou vodivých desek (elektrod) oddělených dielektrikem. Na každou z desek se přivádí elektrické náboje opačné polarity, které se vzájemně přitahují elektrickou silou. Dielektrikum mezi deskami nedovolí, aby se částice s nábojem dostaly do kontaktu, a tím došlo k neutralizaci, jinak vybití elektrických nábojů. Přitom dielektrikum se polarizuje a tak se uchová elektrický náboj. Konstrukce: • - dvě elektrody, které jsou od sebe odděleny vrstvou dobrého izolantu. • Dielektrikum tvoří kondenzátorový papír. • Elektrody jsou tvořeny hliníkovou folií s vývody. Kondenzátorový papír včetně elektrod je svinut do válce • obr.č.1 ZŠChodov, Komenského 273

3. Parametry kondenzátoru a druhy kondenzátorů • Pokud budeme vybírat kondenzátor pro konkrétní užití, budou nás zajímat především následující vlastnosti: • kapacita závisí na ploše S jeho desek, vzájemné vzdálenosti d desek mezi sebou a permitivitě ε dielektrika mezi deskami. Značka kapacity „ C „ jednotka [ F ]Farady (Jedná se o velmi vysokou jednotku, proto v praxi se užívají menší jednotky F, pF a mF) • maximální povolené napětí • další vlastnosti jako cena, hmotnost, trvanlivost, teplotní stálost, tvar… • Druhy: • 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 ZŠChodov, Komenského 273

4. Zapojování kondenzátorů • Sériové zapojení kondenzátoru Sériovým zapojením dvou a více kondenzátorů se celková kapacita snižuje. Převrácenou hodnotu výsledné kapacity lze vypočítat jako součet převrácených hodnot jednotlivých kapacit: Paralelní zapojení kondenzátorů • Paralelním zapojením kondenzátorů se celková kapacita zvyšuje. Výsledná kapacita se vypočte součtem jednotlivých kapacit : • C = C1 + C2 + ... obr.č. 2 ZŠChodov, Komenského 273

5. Užití kondenzátorů • Fotografický blesk – nahromaděná elektrická 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 elektromagnetické rušení vzniklé spínáním nebo rozpojováním elektrického obvodu pod napětím. • Ladicí součástka v přijímači – 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 ZŠChodov, Komenského 273

6. Shrnutí • Kondenzátor má schopnost uchovat elektrickou energii a v případě potřeby dodat do elektrického obvodu. Stejnosměrný proud nepropouští, střídavý propouští. Obr. 3 , 4 ZŠChodov, Komenského 273

7. Cívka • Cívka je elektrotechnická součástka používaná v elektrických obvodech: • k vytvoření magnetického pole elektrického proudu, které se dále využívá k působení magnetickou silou - cívka slouží jako elektromagnet • Konstrukce: • Cívka se skládá z vodiče navinutého na izolační nosnou kostru. Vinutí může být jednovrstvé nebo vícevrstvé. Ke zvětšení magnetických vlastností se dovnitř cívky vkládá jádro z magneticky měkké oceli • Parametry cívky: Počet závitů • Geometrické vlastnosti (počet závitů na jednotku délky, délka, obsah průřezu) • Indukčnost - vyjadřuje velikost magnetického indukčního toku při jednotkovém elektrickém proudu • indukčnost cívky „L“ a jednotka [ H ] Henrz • Maximální zatížení - největší možný výkon elektrického proudu nepoškozující cívku • Maximální proud - největší proud, který může procházet cívkou • Schematická značka: ZŠChodov, Komenského 273

8. Vlastnosti a užití cívky Cívka ve stejnosměrném obvodu • V obvodu stálého stejnosměrného proudu se cívka projevuje pouze svým elektrickým odporem. Cívka ve střídavém obvodu • V obvodu střídavého proudu vzniká kolem cívky proměnné magnetické pole, které v cívce indukuje elektromotorické napětí. Indukované napětí působí vždy proti změnám, které je vyvolaly, což má za následek vznik velkého odporu cívky. Odpor cívky je přímo úměrný frekvenci elektrického napětí. • Cívka jako elektromagnet - využívá se magnetická síla magnetického pole kolem cívky v zařízeních jako např. • zvonek • reproduktor • elektromagnetické relé • elektromagnetický jeřáb • vychylovací cívky v monitorech • zapisovací hlavičky v pevných discích • Výhodou elektromagnetu je to, že magnetické pole je dočasné, dá se snadno měnit jeho velikost, příp. směr. • tlumivka - cívka působí proti prudkým změnám v elektrickém obvodu (např. zapnutí/vypnutí obvodu, elektrický výboj, ap.). Změny v elektrickém obvodu vyvolávají změnu magnetického pole kolem cívky a následně se v cívce indukuje elektromotorické napětí působící vždy proti změnám, které je vyvolaly. • transformátor - obsahuje dvě nebo více cívek na společném jádře. Změnou elektrického proudu (střídavým proudem) v jedné cívce se indukuje elektrický proud v druhé cívce, dochází k transformaci proudu a napětí. ZŠChodov, Komenského 273

9. Ukázky cívekobr. 5 ZŠChodov, Komenského 273

10. Zdroje: • RaunerK. a kol.:Fyzika učebnice pro základní školy a víceletá gymnázia. Fraus Plzeň 200. ISBN 978-80-7238-617-8 • obr. č.1NEUVEDENO, Jitka. www.wikipedia [online]. [cit. 3.3.2013]. Dostupný na WWW: http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:ZnackaKondenzatoru.jpg obr. 2NEUVEDEN, Neuveden. google.cz [online]. [cit. 3.3.2013]. Dostupný na WWW: http://www.google.cz/imgres?q=spojov%C3%A1n%C3%AD+kondenz%C3%A1tor%C5%AF+p%C5%99%C3%ADklady&um=1&hl=cs&sa=N&qscrl=1&rlz=1T4WQIB_csCZ514CZ514&biw=1024&bih=602&tbm=isch&tbnid=rpi5bp9wUpzbGM:&imgrefurl=http://fyzika.jreichl.com/main.article/view/234-spojovani-kondenzatoru&docid=raHmf7G5zp81 obr. 3 PYSZ, Wojciech. www.wikipedia.org [online]. [cit. 3.3.2013]. Dostupný na WWW: http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Rotary_capacitor_Pionier.JPG • obr. 4 NEUVEDEN, Julo. www.wikipedia.org [online]. [cit. 3.3.2013]. Dostupný na WWW: http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Kondensatory-rozne.jpg • obr. 5 NEUVEDEN, Me. www.wikipedia.org [online]. [cit. 3.3.2013]. Dostupný na WWW: http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Electronic_component_inductors.jpg ZŠChodov, Komenského 273