Orbis pictus 21. století Tato prezentace byla vytvořena v rámci projektu

Kondenzátor a jeho vlastnosti OB21-OP-EL-ZEL-JANC-L-3-007

 Kondenzátor je elektrotechnická součástka, která má schopnost udržet elektrický náboj o určité velikosti. Velikost tohoto náboje je daná kapacitou kondenzátoru.  Stejnosměrný proud kondenzátorem neprochází. Kondenzátor připojený na stejnosměrné napětí se jenom nabije na napětí zdroje a po odpojení tohoto zdroje na něm zůstane stejné napětí.

Kondenzátor a jeho vlastnosti  Jinak se kondenzátor chová při připojení na střídavé napětí.  Když připojíme na napětí u sinusového průběhu kondenzátor o kapacitě C (obr. 1) a pozorujeme na osciloskopu časový průběh, který je vyznačen na obr. 2, vidíme, že napětí u se zpožďuje za proudem i o 90  (  /2) a že v prvním případě při kmitočtu f (obr. 2a) je maximální hodnota proudu poloviční než v případě druhém při kmitočtu 2f (obr. 2b).

Kondenzátor a jeho vlastnosti Obr. 1 Kapacita C (ideální kondenzátor v obvodu střídavého proudu)

Kondenzátor a jeho vlastnosti Obr. 2 Průběh střídavého napětí a proudu v obvodu střídavého proudu s kapacitou při různých kmitočtech

Kondenzátor a jeho vlastnosti  Z uvedeného pozorování vidíme, že kondenzátorem prochází střídavý proud i a kondenzátor klade střídavému proudu odpor.  Tento odpor je nepřímo úměrný kmitočtu f.  Čím bude kmitočet větší, tím bude odpor, který klade kondenzátor střídavému proudu, menší.  Můžeme tedy psát rovnici pro maximální hodnotu proudu I max = I max / X C nebo pro efektivní hodnotu I = U / X C

Kondenzátor a jeho vlastnosti  Veličina X C se nazývá kapacitní odpor nebo kapacitní reaktance, udává se v ohmech (  ) a platí, že kde f je kmitočet střídavého napětí a C je kapacita kondenzátoru.  Rovnice pro výpočet I max a I jsou obdobné Ohmovmu zákonu.  Platí pouze pro maximální a efektivní hodnoty. Neplatí (stejně jako u indukčnosti) pro hodnoty okamžité.

Kondenzátor a jeho vlastnosti  Z časového průběhu a vektorového diagramu (obr. 2 a 3) vidíme, že proud I předbíhá napětí U na svorkách kondenzátoru o čtvrt kmitu, tj. o 90 , Fázový posun je tedy  = +  /2. Obr. 3 Vektorový diagram střídavého proudu s kapacitou

Kondenzátor a jeho vlastnosti  Převrácená hodnota kapacitního odporu X C se nazývá jalová kapacitní vodivost B C.  Potom efektivní hodnota proudu, který protéká kondenzátorem, bude  Z této rovnice vidíme, že při velkých kmitočtech je kapacitní proud velký.

Kondenzátor a jeho vlastnosti  Příklad: Kondenzátor s kapacitou 10  F je připojen na střídavé napětí U = 220 V o kmitočtu 50 Hz. Jaká je efektivní hodnota proudu, který protéká kondenzátorem?  Řešení Efektivní hodnota proudu je I = U  C = U 2  fC = = , = 0,7 A = , = 0,7 A

 Děkuji za pozornost  Ing. Ladislav Jančařík

Literatura  Kubrycht J., Musil R., Voženílek L.: Elektrotechnika pro 1. Ročník učebních oborů elektrotechnických, SNTL Praha 1980  Bezděk M.: Elektronika I, KOPP České Budějovice 2008