Pokud se podíváte dovnitř těla jakéhokoli elektrického spotřebiče, uvidíte mnoho různých součástí používaných v moderních obvodech. Je docela obtížné pochopit, jak všechny tyto rezistory, tranzistory, diody a mikroobvody zapojené do jednoho systému fungují. Abychom pochopili, proč je v elektrických obvodech potřebný kondenzátor, stačí znalost kurzu školní fyziky.
Obsah článku
- Kondenzátor a jeho vlastnosti
- Skladování energie
- Závislost odporu na aktuální frekvenci
- Kde jsou použity kondenzátory?
Kondenzátor a jeho vlastnosti
Kondenzátor se skládá ze dvou nebo více elektrod - desek, mezi nimiž je umístěna dielektrická vrstva. Tato konstrukce má schopnost akumulovat elektrický náboj, když je připojen ke zdroji napětí. Jako dielektrikum lze použít vzduch nebo pevné látky: papír, slída, keramika, oxidové filmy.
Hlavní charakteristikou kondenzátoru je konstantní nebo proměnná elektrická kapacita měřená ve faradech. Závisí to na ploše desek, mezeře mezi nimi a typu dielektrika. Kapacitní odpor kondenzátoru určuje jeho dvě nejdůležitější vlastnosti: schopnost akumulovat energii a závislost vodivosti na frekvenci přenášeného signálu, díky čemuž je tato složka široce používána v elektrických obvodech.
Skladování energie
Pokud připojíte plochý kondenzátor ke zdroji konstantního napětí, záporné náboje se postupně shromažďují na jedné z jeho elektrod a kladné náboje na straně druhé. Tento proces, nazývaný nabíjení, je znázorněn na obrázku. Jeho trvání závisí na hodnotách kapacity a aktivního odporu prvků obvodu.
Reklama
Přítomnost dielektrika mezi deskami zabraňuje toku nabitých částic uvnitř zařízení. Ale v samotném obvodu v tuto chvíli bude existovat elektrický proud, dokud napětí na kondenzátoru a zdroji nebudou stejné. Nyní, pokud odpojíte baterii od nádrže, bude to sama o sobě druh baterie, která může uvolnit energii v případě připojení zátěže.
na obsah ↑Závislost odporu na aktuální frekvenci
Kondenzátor připojený k obvodu střídavého proudu se bude periodicky dobíjet v souladu se změnou polarity napájecího napětí. Uvažovaná elektronická součástka tedy spolu s rezistory a induktory vytváří odpor Rс = 1 / (2πfC), kde f je frekvence, C je kapacita.
Jak je vidět z uvedené závislosti, kondenzátor má vysokou vodivost vzhledem k vysokofrekvenčním signálům a slabě vede nízkofrekvenční signály. Odpor kapacitního prvku v stejnosměrném obvodu bude nekonečně velký, což odpovídá jeho přerušení.
Po prostudování těchto vlastností můžeme zvážit, proč je kondenzátor potřebný a kde je použit..
na obsah ↑Kde jsou použity kondenzátory?
- Filtry - zařízení v elektronických, energetických, akustických a jiných systémech určených k přenosu signálů v určitých frekvenčních rozsazích. Například v konvenční nabíječce mobilních telefonů se kondenzátory používají k vyhlazení napětí potlačením vysokofrekvenčních součástí.
- Oscilační obrysy elektronických zařízení. Jejich práce je založena na skutečnosti, že když jsou kondenzátory zapnuty ve spojení s induktorem v obvodu, dochází k periodickým napětím a proudům.
- Pulzní tvarovače, časovače, analogová výpočetní zařízení. Při práci těchto systémů se používá závislost doby nabíjení kondenzátoru na hodnotě kapacity.
- Usměrňovače s násobením napětí, včetně těch, které se používají v rentgenových instalacích, laserech, urychlovačích nabitých částic. Zde hraje klíčovou roli schopnost kapacitní složky akumulovat energii, šetřit a dávat jí..
Jde samozřejmě pouze o nejčastější zařízení, která používají kondenzátory. Ani jedna složitá domácí, automobilová, průmyslová, telekomunikační a výkonná elektronická zařízení se bez nich neobejdou.
