MiniElektrikář 3. - Kondenzátory

1. Elektrotechnická značka kondenzátoru

K zakreslení kondenzátoru v elektrickém obvodu se používá elektrotechnická značka:

2. Druhy kondenzátorů

Leydenská láhev je historicky první kondenzátor. Jedná se o skleněnou nádobu, na jejíž vnější i vnitřní straně jsou přilepeny (příp. napařeny) kovové vrstvy. Používala se k uchování náboje vzniklého ve Whimhurstově indukční elektrice.
Podle tvaru lze rozlišit kondenzátory deskové, válcové, kulové, svitkové (svinutý dlouhý vodivý pás oddělený izolantem).

Podle použitého dielektrika se kondenzátory dělí
- otočný vzduchový
- papírový (často papír napuštěný voskem) (svitkové)
- elektrolytický (dielektrikem je tenká oxidační vrstva na jedné z elektrod, druhou elektrodu tvoří samotný elektrolyt)
- keramický
- kapacitní dioda – varikap
- slídový
- plastový

3. Použití kondenzátrů

Kondenzátor je elektrotechnická součástka používaná v elektrických obvodech k dočasnému uchování elektrického náboje, a tím i k uchování potenciální elektrické energie. Základní vlastností pro hodnocení kondenzátoru je jeho elektrická kapacita, technicky je kondenzátor určen maximálním povoleným napětím, druhem dielektrika a provedením vývodů (axiální, radiální, bezvývodový). Někdy se také užívá pojmu kapacitor. Pokud se mluví o kapacitoru, je tím myšlena ideální součástka jejíž jedinou vlastností je kapacita. Jako kondenzátor se označuje součástka skutečná, která má kromě kapacity i další parazitní vlastnosti.

4. Výpočet kapacity deskového kondenzátory
Kapacita C kondenzátoru závisí na ploše S jeho desek, vzájemné vzdálenosti d desek mezi sebou a permitivitě ε dielektrika mezi deskami:

(platí jen pro deskový kondenzátor)

Na desku kondenzátoru s kapacitou C lze uložit elektrický náboj:

Q = CU (Kapacita × Napětí)

Q = It (Proud × Čas)

kde U je elektrické napětí mezi deskami kondenzátoru.
Jednotkou kapacity je farad v soustavě SI je:

]

5. Vztah pro výpočet kapacitní reaktance

Zapojíme-li kondenzátor do obvodu se stejnosměrným zdrojem napětí, kondenzátor se nabije a proud jím neprochází. V obvodu střídavého proudu kondenzátorem prochází proud (kondenzátor se nabíjí a vybíjí), který je dán vzorcem:

I_c = U_c/X_c,

kde X_c je tzn. kapacitní reaktance (odpor) kondenzátoru.

Udává se v ohmech a vypočítáme ji podle vzorce

X_c = 1/(2πfC)

Z tohoto vzorce vidíme, že čím je větší kapacita kondenzátoru, tím větší proud jím teče. Při nízkých kmitočtech je proud malý, s rostoucím kmitočtem roste. Pro vysoké kmitočty se kondenzátor chová jako zkrat. Do výše uvedeného vzorce dosazujeme kapacitu v základních jednotkách - ve faradech.

Proud tekoucí kondenzátorem předbíhá napětí o π/2 (90°). Kondenzátor se nejdříve musí nabít, potom je na něm napětí. Na kondenzátoru, který je připojen ke střídavému napětí, nevzniká činný výkon (tepelné ztráty).