Orbis pictus21. století

Tato prezentace byla vytvořenav rámci projektu

Orbis pictus 21. století

Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky

Provedení kondenzátorůProvedení kondenzátorů

Obor: Elektriář

Ročník: 1.

Vypracoval: Ing. Zbyněk Lukeš, Ph.D.

OB21-OP-EL-ZEL-LUK-U-1-002

Kondenzátor - použitíKondenzátor - použití

V elektrotechnice se kondenzátory používají v následujících aplikacích :

- Pokrytí krátkých výpadků napájení- Uchování elektrické energie (fotografický blesk,

defibrilátor, počítačová paměť)- Stabilizaci stejnosměrného napětí za

usměrňovačem na konstantní hodnotu- Oddělení stejnosměrné a střídavé složky signálu- Ladění rezonančních obvodů- Filtrace rušivých signálu

Historie kondenzátorů Leydenská láhev je první záměrně

konstruovaný kondenzátor, který především v 18. století sloužil jako zásobník elektrického náboje při experimentech s elektřinou.

Leydenská láhev je skleněná nádoba, jejíž vnější i vnitřní povrch je polepen vodivým materiálem. Sklo nádoby slouží jako dielektrikum, které oba polepy odděluje. Z vnitřního polepu vede hrdlem láhve ven vodič, zakončený kovovou koulí. Leydenské lahve se obvykle nabíjely elektrostatickou indukcí.

Název získala láhev podle univerzity v Leidenu v Nizozemsku, kde s ní experimentoval v roce 1746 Pieter van Musschenbroek. Nezávisle ji ale vytvořil o rok dříve německý fyzik Ewald Jürgen Georg von Kleist.

Historie kondenzátorůVan de Graaffův generátor je elektrostatický stroj

umožňující nabíjet kovovou kouli na velmi vysoké napětí. Vynalezl jej americký fyzik R. J. van de Graaff, první model sestrojil v roce 1929, v roce 1931 získal patent na zlepšenou verzi. Do konce 30. let 20. století byly sestrojeny obří generátory vyrábějící až 5 MV).

Princip van de Graaffova generátoru je založen na tom, že pokud se uvnitř vodiče nachází dutina, v níž nejsou žádné makroskopické náboje, zůstává v této dutině intenzita elektrického pole nulová. Někdy se mluví o stínícím účinku vodičů, což není přesné, protože pole v dutině není odstíněno, ale vykompenzováno polem povrchových nábojů. Pole uvnitř dutiny zůstává nulové i při změně celkového náboje vodiče. Náboj, přivedený dovnitř vodiče se okamžitě přemístí na vnější povrch a pole uvnitř dutiny se nezmění. Nemění se tok intenzity elektrostatického pole plochou S. Opakovaným přiváděním náboje do jeho vnitřku lze vodič nabít téměř neomezeně velkým nábojem.

Otočný kondenzátor Otočný kondenzátor je nejstarší typ

proměnného kondenzátoru. Má dvě hlavní součásti. rotor a stator Na rotoru i statoru jsou umístěny desky které se otáčením zasouvají a vysouvají do sebe. Tím se mění aktivní S desek a současně i C. Jako dielektrikum je použit vzduch, někdy můžeme najít i polystyren, olej nebo jiné látky.

Otočný kondenzátor umožňuje zasouváním desek mezi sebe měnit účinnou plochu desek, a tím i měnit kapacitu kondenzátoru. Desky mohou mít tvar polokruhu (kapacita pak závisí lineárně na natočení) nebo ledvinovitý (obvykle logaritmický průběh změny kapacity)

Fóliový (papírový, svitkový) kondenzátor

Dielektrikum tvoří kondenzátorový papír. (jeho Εr mívá hodnotu 4-10)

Elektrody jsou tvořeny hliníkovou folií s vývody. Kondenzátorový papír včetně elektrod je svinut do válce.

Někdy je hliník nahrazen pokovením fólie (z obou stran), takový kondenzátor je označován jako metalizovaný (MP). Toto provedení je odolné proti průrazu napěťovými špičkami a dochází k obnovení funkčnosti po průrazu vypálením poškozeného místa na fólii.

Elektrolytický kondenzátorElektrolytický kondenzátor je odlišný od jiných

typů kondenzátorů. Katoda je tvořena vodivým elektrolytem, který může být jak tekutý, polosuchý nebo pevný. Anoda je tvořena čistou Al fólií na které je vrstvička Al2O3 (oxid hlinitý), tato vrstvička je dielektrikum. Pokud kondenzátor není dlouhou dobu pod napětím C se zmenší. Do jisté úrovně se dá zase obnovit připojením ss napětí. Elektrody mají velký povrch, který je tvořen nepravidelně naleptanou strukturou povrchu hliníku.

Jeho výhodou je vysoká měrná kapacita, nevýhodou naopak to, že nesmí být přepólován a obvykle snese oproti jiným typům jen velmi nízké napětí.

Keramické kondenzátory

Speciální keramika s velkou permitivitou a malým ztrátovým činitelem. Většinou se vyrábí sintrováním keramického prachu při 1100 až 1900 °C do požadovaného tvaru.

Vyrábí se jak pro vývodovou montáž, tak i pro povrchovou montáž SMD.

Dle tvaru na se dělí na - terčové - destičkové - průchodkové

Kapacitní dioda - varikapKapacitní dioda je speciální polovodičová dioda sloužící

jako napětím řízený kondenzátor.

Využívá se toho, že PN přechod, který je polarizovaný v závěrném směru, se chová jako kondenzátor. Šířka přechodu PN (hradlové vrstvy) je v závěrném směru závislá na napětí – s rostoucím napětím se hradlová vrstva rozšiřuje, zatímco kapacita přechodu klesá.

Varikap je založen na tom, že šířka přechodu NP v závěrném směru diody závisí na připojeném napětí. Tento efekt se objevuje u všech polovodičových diod, ale varikap je pro tento účel speciálně přizpůsoben. Varikapy jsou užívány v laděných obvodech (například v rozhlasových a televizních přijímačích) a jiných obvodech vyžadujících proměnnou kapacitu. Ve většině aplikací vytlačily varikapy otočné kondenzátory.

Děkuji Vám za pozornost

Zbyněk Lukeš

Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky

Střední průmyslová škola Uherský Brod, 2010