KAPACITA VODIČE. KONDENZÁTOR.

Prezentace na téma: "KAPACITA VODIČE. KONDENZÁTOR."— Transkript prezentace:

1 KAPACITA VODIČE. KONDENZÁTOR

2 Nabíjením získá izolovaný vodič potenciál (napětí)
vzhledem k nulové hladině potenciálu (k Zemi nebo uzemněnému vodiči). voltmetr Velikost náboje Q je přímo úměrná potenciálu (napětí) nabitého vodiče vzhledem Zemi.

3 Kapacita vodiče C Kapacita vodiče C je definována podílem náboje Q
voltmetr Kapacita vodiče C je definována podílem náboje Q izolovaného vodiče a jeho napětí U vzhledem Zemi.

4 Kapacita vodiče C Kapacita vodiče C je definována podílem náboje Q
Michael Faraday ( ) anglický fyzik Kapacita vodiče C je definována podílem náboje Q izolovaného vodiče a jeho napětí U vzhledem Zemi.

5 Kapacita vodiče C Má-li vodič C = 5 mF, potom nábojem Q = 5 mC získá
vzhledem Zemi potenciál 1V. voltmetr Číselná hodnota kapacity vodiče je rovna číselné hodnotě elektrického náboje izolovaného vodiče, kterým získá vzhledem Zemi potenciál 1 V.

6 Plošná hustota náboje Rozložení náboje na povrchu tělesa není rovnoměrné Náboj je rozložen tak, aby uvnitř vodiče bylo stále E = 0 vnější (vypuklé) části povrchu dutého vodiče jsou nabité vnitřní (dutá) část vodiče je bez náboje - největší náboj je na hranách a hrotech Plošná hustota náboje je podíl velikosti náboje a obsahu S části plochy, na které je náboj rovnoměrně rozložen.

7 Plošná hustota náboje Např. pro vodivou kouli o poloměru R nabitou nábojem Q Na povrchu koule je zřejmě náboj rozmístěn rovnoměrně. Jinak by uvnitř koule bylo E ≠ 0. Vztah je v souladu s faktem, že největší hustota náboje je na hranách a hrotech nabitých vodičů – ty představují části kulových ploch s velmi malými poloměry křivosti.

8 Plošná hustota náboje Např. pro vodivou kouli o poloměru R nabitou nábojem Q Pro velikost intenzity elektrického pole při vnějším povrchu nabité koule o poloměru R platí Odtud Plošná hustota náboje je přímo úměrná intenzitě elektrického pole při vnějším povrchu vodiče.

9 Kondenzátor Kondenzátor – soustava navzájem izolovaných vodičů.
Kapacita různých vodičů závisí především na jejich tvaru a prostředí, které je obklopuje . Kapacita osamocených vodičů je velmi malá – větší kapacitu mají různé soustavy navzájem izolovaný vodičů. Kondenzátor – soustava navzájem izolovaných vodičů.

10 Deskový kondenzátor tvoří dvě rovnoběžné vodivé navzájem izolované desky. + - Na neuzemněné desce je rozmístěn náboj Q s plošnou hustotou . Elektrické pole mezi deskami můžeme považovat za homogenní.

11 Deskový kondenzátor tvoří dvě rovnoběžné vodivé navzájem izolované desky. + - Kapacita deskového kondenzátoru je přímo úměrná obsahu účinné plochy desek S a nepřímo úměrná vzdálenosti desek d.

12 Deskový kondenzátor tvoří dvě rovnoběžné vodivé navzájem izolované desky. + - Kapacitu deskového kondenzátoru můžeme ovlivnit prostředím mezi deskami (permitivita prostředí).

13 Práce při nabíjení kondenzátoru
+ - Práce při nabíjení nábojem Q na napětí U je graficky znázorněna obsahem vyšrafovaného trojúhelníku.

14 Energie elektrického pole nabitého kondenzátoru
+ - Celková práce při nabíjení kondenzátoru určuje energii elektrického pole nabitého kondenzátoru.

15 Řešte úlohu: Na jaký potenciál se nabije vodič s kapacitou 20 pF nábojem 1 mC? je = V

16 Řešte úlohu: Jaká je kapacita deskového kondenzátoru, který má obdélníkové desky s rozměry 30 cm a 20 cm ve vzdálenosti 6 mm? Permitivita vakua je e0 = 8, F.m-1. C = 88,5 pF

17 Řešte úlohu: Jakou energii má kondenzátor s kapacitou 50 mF, který nabijeme na napětí 400 V? E = 4 J

18 Test 1 Kapacita vodiče C je definována:
a) velikostí náboje, které se na vodič dá umístit, b) podílem potenciálu j izolovaného vodiče a jeho náboje Q, c) podílem náboje Q izolovaného vodiče a jeho potenciálu j, d) podílem náboje Q izolovaného vodiče a jeho energie E. 1

19 Test 2 Kapacita kulového vodiče závisí na:
a) elektrickém náboji na povrchu vodiče, b) tvaru vodiče, c) materiálu, z něhož je vodič zhotoven, d) prostředí, v němž se vodič nachází. 2

20 Test 3 Deskový kondenzátor tvoří:
a) dvě rovnoběžné navzájem propojené desky, b) dvě rovnoběžné navzájem izolované vodivé desky, c) dvě rovnoběžné navzájem izolované elektricky nevodivé desky, d) dvě různoběžné navzájem izolované vodivé desky. 3

21 Test Kapacita deskového kondenzátoru je dána vztahem: 4

22 Test 5 Kapacita deskového kondenzátoru závisí na:
a) obsahu účinné plochy desek, b) elektrickém náboji na účinných plochách desek, c) vzdálenosti desek, d) prostředí mezi deskami. 5

23 Test 6 Při nabíjení kondenzátoru získává elektrické pole mezi
deskami kondenzátoru energii vyjádřenou vztahem: 6