DIGITÁLNÍ UČEBNÍ MATERIÁL zpracovaný v rámci projektu Registrační číslo: CZ.1.07/1.5.00/34.0807 Název projektu: EU peníze středním školám Gymnázium a Střední odborná škola, Podbořany, příspěvková organizace Šablona: III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Sada: Elektřina a magnetismus Ověření ve výuce Třída: Septima Datum: 17. 10. 2012 Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing. Jiří Truhlář. Dostupné z Metodického portálu www.rvp.cz; ISSN 1802-4785. Provozuje Národní ústav pro vzdělávání, školské poradenské zařízení a zařízení pro další vzdělávání pedagogických pracovníků (NÚV).

TÉMA: Kapacita PŘEDMĚT: fyzika KLÍČOVÁ SLOVA: kondenzátor, vodič, izolant JMÉNO AUTORA: Ing. Jiří Truhlář

Metodický pokyn: - určeno pro výuku fyziky na SŠ (dle zařazení v ŠVP) - zahrnuje: 1. výklad učiva 2. cvičení – příklady 3. obrazová část

Kapacita

Vodič v elektrickém poli Elektrostatická indukce je děj, ke kterému dojde při umístění izolovaného kovového vodiče do elektrického pole. Vznikne dočasné elektrické pole i ve vodiči a způsobí pohyb volných elektronů. Jedna strana vodiče se nabije kladně a druhá záporně.

Izolant v elektrickém poli Vložíme-li do elektrického pole izolant (dielektrikum), dojde k polarizaci dielektrika. Intenzita elektrického pole uvnitř dielektrika se r – krát zmenší.

Kapacita vodiče Náboj na povrchu osamoceného vodiče je přímo úměrný jeho potenciálu: Q = C . Kapacita osamoceného vodiče je malá. Konstanta úměrnosti C, která závisí na tvaru a velikosti vodiče, se nazývá kapacita. Její jednotkou je farad (F).

Deskový kondenzátor Náboje na deskách kondenzátoru o plošném obsahu S jsou přímo úměrné napětí mezi deskami, které jsou ve vzdálenosti d. Kapacita deskového kondenzátoru s dielektrikem.

Příklady 1) Jak se změní kapacita deskového kondenzátoru, jestliže a) zvětšíme vzdálenost jeho desek, b) vložíme mezi desky dielektrikum o relativní permitivitě > 1? 2) Deskový kondenzátor se slídovým dielektrikem má desky o účinné ploše 100 cm2 ve vzdálenosti 5 mm. Jaké je napětí mezi deskami kondenzátoru, jestliže je nabit elektrickým nábojem 6,4 μC?

Nápověda a) C ~ 1/d, kapacita deskového kondenzátoru se zmenší. 1) a) C ~ 1/d, kapacita deskového kondenzátoru se zmenší. b) C ~ permitivitě, kapacita deskového kondenzátoru se zvětší. 2) S = 10–2 m2, d = 5 × 10–3 m, r = 6, Q = 6,4 × 10–6 C; U = ? Napětí mezi deskami kondenzátoru určíme ze vztahu Q = CU, tedy U = Q/C, a po dosazení za kapacitu C je U = 60 kV.

Obr. 1 Kondenzátor

Obr. 2 Deskový kondenzátor

ZDROJE: Obr. 1: Vejmelka. [cit. 2012-04-01]. Dostupný pod licencí Creative Commons na WWW: <https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Obr%C3%A1zek4a.png>. Obr. 2: Vejmelka. [cit. 2012-04-01]. Dostupný pod licencí Creative Commons na WWW: <https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Obr%C3%A1zek4b.jpg>.