Kondenzator

Kondenzator

Kondenzator je uređaj kojemu je osnovno svojstvo sposobnost pohrane energije u obliku električnoga naboja.

Fizika

Ključne riječi

kondenzator, napon, naplatiti, bljeskalica, Vlak, naoružanje, izolator, kapacitet, električno polje, električna struja, energija, izmjenična struja, jačina struje, strujni krug, izvor struje, istosmjerna struja, elektro, električni, elektroda, elektron, fizika, integralni krug, tehnologija

Povezani dodatci

3D modeli

Princip rada

  • strujni izvor
  • kondenzator - Uređaj kojemu je osnovno svojstvo sposobnost pohrane energije u obliku električnoga naboja.
  • potrošač

Vrste

  • superkondenzator - Električni kondenzator s dvostrukim slojem. Gustoća pohranjenih energija u njemu je više tisuća puta viša nego u drugih kondenzatora. U praksi se može koristiti u situacijama kada je iznenada potrebno uzeti i predati veću količinu naboja, kao kod bljeskalice fotoaparata, pri kočenju u automobilima ili tijekom kretanja motora lokomotive. Danas se sve više širi područje gdje se upotrebljava.
  • elektrolitski kondenzator - U toj vrsti jedna je elektroda metalna ploha, a izolator je metalni oksid na površini plohe. Druga elektroda je gel ili elektrolit u tekućem stanju. Glavna područja primjene: jedinice za napajanje i matične ploče računala.
  • liskunski kondenzator - Ovaj tip sadrži izolator koji je izrađen od liskuna i smješten je između dvije metalne ploče.
  • keramički kondenzator - Sadrži izolator koji je od keramičkog materijala. Taj se tip kondenzatora proizvodi u najvećoj količini.

Konstrukcija

Kondenzator je uređaj kojemu je osnovno svojstvo sposobnost pohrane energije u obliku električnoga naboja. Najjednostavnija vrsta kondenzatora je pločasti kondenzator koji se sastoji od dvije paralelne metalne ploče. Metalne ploče nazivamo plohama i one su elektrode kondenzatora. Između elektroda se nalazi izolator koji izolira dvije elektrode jednu od druge, te povećava kapacitet kondenzatora, to jest može povećati količinu naboja koji se u kondenzatoru može pohraniti.

Punjenje

  • plohe - Metalne elektrode velike površine.
  • izolator - Izolira dvije elektrode jednu od druge. Može povećati količinu naboja koji se u kondenzatoru može pohraniti. Važna mu je karakteristika dielektrična konstanta. To pokazuje na kolikostruko će porasti broj naboja koji prelazi na kondenzator, ako se između elektroda nalazi neki izolator umjesto vakuuma.
  • silnice električnog polja - U stvarnosti ne postoje, služe za prikaz sustava električnog polja, njihova gustoća pokazuje jačinu električnog polja.
  • naboj (Q)
  • napon (U)
  • kapacitet (C)
  • C=Q/U

Punjenje kondenzatora se vrši pomoću vanjskog izvora električne energije. Tijekom punjenja negativni naboji napuštaju jednu elektrodu i prelaze na drugu. Uslijed razlike u naboju, između dvije elektrode nastane električno polje koje stvara napon.

Veličina električnog naboja ovisi od količine rada koji je potrebno uložiti kako bi se jedinični napon prenio sa jedne plohe na drugu.

Površina ploha

  • naboj (Q)
  • napon (U)
  • kapacitet (C)
  • C=Q/U

Kapacitet kondenzatora, odnosno njena sposobnost za pohranu zavisi o obliku i veličini kondenzatora, te o materijalu izolatora između njegovih ploha. Kapacitet ne označuje samo sposobnost kondenzatora za pohranu naboja, već pokazuje i visinu napona potrebnog za pohranu određene količine naboja.

Kako je napon između dvije plohe kondenzatora direktno proporcionalan količini pohranjenog napoja, količnik te dvije vrijednosti je konstantan. Ovaj količnik nazivamo kapacitetom, odnosno: C=Q/U.

Kapacitet se može mijenjati na više načina. Jedna mogućnost za povećanje kapaciteta je povećanje površine ploha. Kapacitet je direktno proporcionalan površini ploha. Na primjer, ako koristimo plohe sa dvostruko većom površinom, kapacitet kondenzatora se također udvostručuje.

Razdaljina između ploha

  • naboj (Q)
  • napon (U)
  • kapacitet (C)
  • C=Q/U

Kapacitet kondenzatora se može povećati i smanjenjem udaljenosti između ploha. Na ovaj način se smanjuje napon, a pritom količina naboja ostaje nepromijenjena.

Izolator

  • naboj (Q)
  • napon (U)
  • kapacitet (C)
  • C=Q/U

Važan čimbenik kapaciteta kondenzatora je dielektrična konstanta izolatora između ploha. Ako se u prostoru između ploha umjesto vakuuma nalazi neki izolator, tada se jačina električnog polja opada, što izaziva smanjenje napona, iako se količina naboja ne mijenja.
Razlog tomu je da se pod utjecajem naboja na plohama stvara elektrostatička indukcija u izolatoru. U izolatoru nastaje napon suprotnog smjera od napona koji vlada između ploha. To znači da izolator utječe na smanjenje napona između ploha, uslijed čega se kapacitet kondenzatora povećava.

Dielektrična konstanta zraka je jednaka dielektričnoj konstanti vakuuma i iznosi 1. Dielektrična konstanta polietilena je 2, što znači da polietilen može pohraniti dvostruko veću količinu naboja. Dielektrična konstanta papira kao izolator je 3,3; što znači da se kapacitet kondenzatora u odnosu na zrak utrostručuje.

Kondenzatori u praksi

  • bljeskalica - Ukoliko je za rad nekog uređaja iznenada potrebna velika količina električne energije, kao što na primjer u slučaju pokretanja automobila ili prilikom rada zvučnika ili upotrebe bljeskalice fotoaparata, koristi se kondenzator, kako kondenzator mnogo brže obavlja predaju naboja nego akumulator. Naravno, za punjenje kondenzatora je potrebno određeno vrijeme, s toga moramo uvijek pričekati prije sljedeće upotrebe blica.
  • mobilni telefon - Kondenzatori se koriste i u uređajima za napajanje, kao što su punjači za telefone, tijekom pretvaranja izmjenične električne struje u jednosmjernu za ispravljanje pulsirajućeg napona. U prijemnicima radio uređaja i mobilnih telefona kondenzatorima promjenjivog kapaciteta podešavamo oscilatorno kolo povezano sa antenom na željenu frekvenciju.
  • računalna memorija - Kondenzatore možemo naći u većini električnih uređaja. Evo nekoliko primjera. Memoriju računala (RAM) i razne memorijske kartice (npr. SD) čine milijarde kondenzatora mikroskopske veličine. One pohranjuju informacije u obliku naboja.

Kondenzatore možemo naći u većini električnih uređaja. Evo nekoliko primjera.

Memoriju računala (RAM) i razne memorijske kartice (npr. SD) čine milijarde kondenzatora mikroskopske veličine. One pohranjuju informacije u obliku naboja.

Ukoliko je za rad nekog uređaja iznenada potrebna velika količina električne energije, kao što na primjer u slučaju pokretanja automobila ili prilikom rada zvučnika ili upotrebe bljeskalice na fotoaparatu, koristi se kondenzator. U ovim slučajevima kondenzator mnogo brže obavlja predaju naboja od akumulatora. Naravno, za punjenje kondenzatora je potrebno određeno vrijeme, s toga moramo uvijek pričekati prije sljedeće upotrebe blica.

Kondenzatori se koriste i u uređajima za napajanje, kao što su punjači za telefone, tijekom pretvaranja izmjenične električne struje u jednosmjernu za ispravljanje pulsirajućeg napona.

U prijemnicima radio uređaja i mobilnih telefona kondenzatorima promjenjivog kapaciteta podešavamo oscilatorno kolo povezano sa antenom na željenu frekvenciju.

Naracija

Kondenzator je uređaj kojemu je osnovno svojstvo sposobnost pohrane energije u obliku električnoga naboja.

Najjednostavnija vrsta kondenzatora je pločasti kondenzator koji se sastoji od dvije paralelne metalne ploče. Metalne ploče nazivamo plohama i one su elektrode kondenzatora. Između elektroda se nalazi izolator koji izolira dvije elektrode jednu od druge, te povećava kapacitet kondenzatora, to jest može povećati količinu naboja koji se u kondenzatoru može pohraniti.

Punjenje kondenzatora se vrši pomoću vanjskog izvora električne energije. Tijekom punjenja negativni naboji napuštaju jednu elektrodu i prelaze na drugu. Uslijed razlike u naboju, između dvije elektrode nastane električno polje koje stvara napon.

Veličina električnog naboja ovisi od količine rada koji je potrebno uložiti kako bi se jedinični napon prenio sa jedne plohe na drugu.

Kapacitet kondenzatora, odnosno njena sposobnost za pohranu zavisi o obliku i veličini kondenzatora, te o materijalu izolatora između njegovih ploha. Kapacitet ne označuje samo sposobnost kondenzatora za pohranu naboja, već pokazuje i visinu napona potrebnog za pohranu određene količine naboja.

Kako je napon između dvije plohe kondenzatora direktno proporcionalan količini pohranjenog napoja, količnik te dvije vrijednosti je konstantan. Ovaj količnik nazivamo kapacitetom, odnosno: C=Q/U.

Kapacitet se može mijenjati na više načina. Jedna mogućnost za povećanje kapaciteta je povećanje površine ploha. Kapacitet je direktno proporcionalan površini ploha. Na primjer, ako koristimo plohe sa dvostruko većom površinom, kapacitet kondenzatora se također udvostručuje.

Kapacitet kondenzatora se može povećati i smanjenjem udaljenosti između ploha. Na ovaj način se smanjuje napon, a pritom količina naboja ostaje nepromijenjena.

Važan čimbenik kapaciteta kondenzatora je dielektrična konstanta izolatora između ploha. Ako se u prostoru između ploha umjesto vakuuma nalazi neki izolator, tada se jačina električnog polja opada, što izaziva smanjenje napona, iako se količina naboja ne mijenja.
Razlog tomu je da se pod utjecajem naboja na plohama stvara elektrostatička indukcija u izolatoru. U izolatoru nastaje napon suprotnog smjera od napona koji vlada između ploha. To znači da izolator utječe na smanjenje napona između ploha, uslijed čega se kapacitet kondenzatora povećava.

Dielektrična konstanta zraka je jednaka dielektričnoj konstanti vakuuma i iznosi 1. Dielektrična konstanta polietilena je 2, što znači da polietilen može pohraniti dvostruko veću količinu naboja. Dielektrična konstanta papira kao izolator je 3,3; što znači da se kapacitet kondenzatora u odnosu na zrak utrostručuje.

Povezani dodatci

Tiskana pločica

Ova animacija prikazuje strukturu malih, masovno proizvođenih tiskanih pločica.

Alkalne baterije

Alkalna baterija pretvara kemijsku energiju u električnu energiju.

Električno zvono

Uređaj koji radi uz pomoć elektromagneta.

Elektromotori

Elektromotori su prisutni u mnogim područjima našeg života. Upoznajmo razne vrste!

Generator i električni motor

Generator mehaničku energiju pretvara u električnu energiju, a električni motor električnom strujom stvara mehnički rad.

Istosmjerni motor

Između stalnih magneta istosmjernog motora nalazi se zavojnica kroz koje protječe električna struja.

Izvori svjetlosti u kućanstvu

Animacija nam pokazuje izvore svjetlosti koje upotrebljavamo u kućanstvu, njihovo funkcioniranje i osobine, od tradicionalnih žarulja do svjetlećih dioda (LED).

Magnetron

Jedna od najvažnijih komponenti mikrovalne pećnice je magnetron, koji proizvodi mikrovalove.

Olovni akumulator

Elektrokemijski procesi, koji se odigravaju u olovnim akumulatorima, proizvode struju.

Prijenosno računalo

Prijenosnim računalima možemo priključiti najrazličitije periferije.

Proizvodnja izmjenične struje

Električna energija može se proizvesti okretanjem vodiča u obliku petlje unutar magnetskog polja.

Stolno računalo

Animacija nam pokazuje stolno računalo i bitnije periferije.

Kako radi zvučnik?

Zvučnik pomoću elektromagnetske indukcije proizvodi zvučne valove.

Laboratorij Nikole Tesle (Shoreham, USA)

Inženjer i izumitelj koji se smatra jednim od najvećih genijalnih umova druge industrijske revolucije i koji se bavio elektrotehnikom.

Munja

Munja je naglo pražnjenje atmosferskog električnog naboja popraćeno bljeskom i snažnim zvukom, gromom.

Added to your cart.