Kondenzátor ve střídavém nebo stejnosměrném obvodu, který se často nazývá jednoduše vodič, se skládá z dvojice desek pokrytých vrstvou izolace. Pokud je do tohoto zařízení přiveden proud, dostane náboj a nějakou dobu ho v sobě udrží. Jeho kapacita do značné míry závisí na mezeře mezi deskami.
Obsah
- Princip činnosti
- Popis DC kondenzátoru
- Vlastnosti zařízení se střídavým proudem
Princip činnosti
Kondenzátor může být vyroben různými způsoby, ale podstata práce a její hlavní prvky zůstávají v každém případě nezměněny. Abyste pochopili, jak to funguje, musíte zvážit jeho nejjednodušší model.
Nejjednodušší zařízení má dvě desky: jedna z nich je kladně nabitá, druhá - naopak záporně. Přestože jsou tyto poplatky opačné, jsou stejné. Jsou přitahovány určitou silou, která závisí na vzdálenosti. Čím blíže jsou desky k sobě, tím větší je síla přitažlivosti mezi nimi. Díky této atrakci se nabité zařízení nevybíjí.
Stačí však položit libovolný vodič mezi dvě desky a zařízení se okamžitě vybije. Všechny elektrony ze záporně nabité desky okamžitě přejdou na kladně nabitou desku, v důsledku čehož se náboj vyrovná. Jinými slovy, pro odstranění náboje z kondenzátoru je nutné uzavřít pouze dvě jeho desky.
Popis DC kondenzátoru
Elektrické obvody jsou dvou typů - trvalý nebo proměnné. Vše závisí na tom, jak v nich proudí elektrický proud. Zařízení v těchto obvodech se chovají odlišně.
Chcete-li zvážit, jak se bude kondenzátor chovat ve stejnosměrném obvodu, potřebujete:
- Vezměte zdroj konstantního napětí a určete hodnotu napětí. Například „12 voltů“.
- Nainstalujte žárovku dimenzovanou na stejné napětí.
- Nainstalujte do sítě kondenzátor.
Nebude to mít žádný účinek: světlo se nerozsvítí a pokud vyjmete kondenzátor z obvodu, světlo se objeví. Pokud je zařízení připojeno k AC síti, pak se jednoduše nezavře, takže zde nebude moci procházet žádný elektrický proud. Trvalý - není schopen projít sítí, ve které je kondenzátor zahrnut. Všechno je to chyba desek tohoto zařízení, nebo spíše dielektrika, které tyto desky odděluje.
O to, že ve stejnosměrné síti není žádné napětí, se můžete přesvědčit i jinými způsoby. Do sítě můžete připojit cokoli, hlavní je, že v obvodu je zařazen zdroj konstantního elektrického proudu. Prvkem, který bude signalizovat nepřítomnost napětí v síti nebo naopak jeho přítomnost, může být i jakékoliv elektrické zařízení. Pro tyto účely je nejlepší použít žárovku: bude svítit, pokud je elektrický proud, a nesvítí, pokud v síti není napětí.
Lze dojít k závěru, že kondenzátor není schopen vést stejnosměrný proud přes sebe, ale tento závěr je nesprávný. Ve skutečnosti se elektrický proud objeví okamžitě po přivedení napětí, ale okamžitě zmizí. V tomto případě projde během pouhých několika zlomků sekundy. Přesná doba trvání závisí na velikosti zařízení, ale s tím se obvykle nepočítá.
Vlastnosti zařízení se střídavým proudem
Pro zjištění, zda projde střídavý elektrický proud, je nutné zapojit zařízení do příslušného obvodu. V tomto případě by hlavním zdrojem elektřiny mělo být zařízení, které generuje přesně střídavý elektrický proud.
Kondenzátorem nejde stálý elektrický proud, ale naopak protéká střídavý a zařízení neustále odolává elektrickému proudu, který jím prochází. Velikost tohoto odporu souvisí s frekvencí. Vztah je zde nepřímo úměrný: čím nižší frekvence, tím vyšší odpor. Pokud k zdroj střídavého elektrického proudu připojte konder, pak zde bude nejvyšší hodnota napětí záviset na síle proudu.
Aby bylo zajištěno, že kondenzátor může vést střídavý elektrický proud, nejjednodušší obvod se skládá z:
- Aktuální zdroj. Musí být variabilní.
- Kondenzátor.
- Spotřebitel elektrického proudu. Nejlepší je použít lampu.
Je však třeba si zapamatovat jednu věc: lampa se rozsvítí pouze v případě, že má zařízení poměrně velkou kapacitu. Střídavý proud má na kondenzátor takový vliv, že se zařízení začne nabíjet a vybíjet. A proud, který protéká sítí během dobíjení, zvyšuje teplotu vlákna lampy. Ve výsledku svítí.
Dobíjecí proud do značné míry závisí na kapacitě zařízení připojeného k AC síti. Závislost je přímo úměrná: čím větší kapacitu má, tím větší je hodnota charakterizující sílu dobíjecího proudu. Abyste se o tom přesvědčili, stačí pouze zvýšit kapacitu. Ihned poté začne lampa svítit jasněji, protože její vlákna budou více zahřátá. Jak vidíte, kondenzátor, který funguje jako jeden z prvků střídavého obvodu, se chová jinak než konstantní rezistor.
Po připojení střídavého kondenzátoru začnou probíhat složitější procesy. Nástroj, jako je vektor, vám pomůže lépe jim porozumět. Hlavní myšlenkou vektoru v tomto případě bude, že je možné reprezentovat hodnotu časově proměnného signálu jako součin komplexního signálu, který je funkcí osy reprezentující čas a komplexního čísla, které naopak nesouvisí s časem.
Protože vektory jsou reprezentovány určitou velikostí a určitým úhlem, mohou být nakresleny ve formě šipky, která se otáčí v souřadnicové rovině. Napětí na zařízení mírně zaostává za proudem a oba vektory, kterými jsou označeny, rotují po rovině proti hodinovým ručičkám.
Kondenzátor v síti střídavého proudu lze periodicky dobíjet: buď získá nějaký druh náboje, nebo jej naopak vzdá. To znamená, že vodič a zdroj střídavého elektrického proudu v síti si neustále navzájem vyměňují elektrickou energii. Tento typ elektřiny v elektrotechnice se nazývá reaktivní.
Kondenzátor nedovolí, aby sítí procházel konstantní elektrický proud. V tomto případě bude mít odpor rovný nekonečnu. Tímto zařízením je schopen procházet střídavý elektrický proud. V tomto případě má odpor konečnou hodnotu.
