Transcript Obvod striedavého prúdu s kapacitou

OBVOD STRIEDAVÉHO PRÚDU
S KONDENZÁTOROM
alebo
Čo je to kapacitancia
PaedDr. Jozef Beňuška
[email protected]
Obvod striedavého prúdu s kondenzátorom
s kapacitou C
A
G
G - generátor striedavého prúdu
C - kondenzátor s kapacitou C
A,V - ampérmeter, voltmeter
V
Obvod striedavého prúdu s kondenzátorom
s kapacitou C
i
A
G
V
Kondenzátor pripojený k zdroju striedavého napätia sa
periodicky nabíja a vybíja.
Obvod striedavého prúdu s kondenzátorom
s kapacitou C
i
A
G
V
Nabíjací prúd je najväčší v okamihu, keď je kondenzátor
nenabitý - bez napätia.
V okamihu, keď je kondenzátor nabitý na napätie Um , je
prúd v obvode nulový.
Časový diagram napätia a prúdu
i
u,i
A
V
0
Prúd v obvode nadobúda najväčšiu hodnotu skôr
než napätie.
t
Kladný fázový posun medzi napätím a prúdom
u,i
y
I

U
x 0
u  U msin t
p

i  I msin  t  
2

Prúd predbieha napätie o = p/2 rad.
t
väčšia kapacita  väčší prúd  menší „odpor“
i
I m2
I m1
0
t
C2  C1
Um
Kondenzátor s kapacitou C1 sa nabije na napätie Um
elektrickým nábojom Q1.
Kondenzátor s kapacitou C2>C1 sa nabije na napätie Um
elektrickým nábojom Q2>Q1.
Kapacitancia kondenzátora
- je definovaná podielom veličín Um a Im.
1
Um

XC 
I m C

Um 
  (ohm)
X C  
I m 
Jednotka kapacitancie je rovnaká ako jednotka odporu.
Kapacitancia sa zmenšuje:
- s rastúcou frekvenciou striedavého prúdu,
- s rastúcou kapacitou kondenzátora.
Osciloskopický priebeh napätia a prúdu
A
u
i
V
Kapacita kondenzátora v obvode striedavého prúdu spôsobuje fázový posun prúdu pred napätím o uhol   p/2 rad.
Veľkosť kapacitancie je nepriamo úmerná kapacite kondenzátora a frekvencii striedavého prúdu.
Experiment
G
Zopnutím spínača v paralelnej časti sa zaradí do obvodu
ku kondenzátoru paralelne ďalší.
Ako to ovplyvní svietivosť žiarovky?
Riešte úlohu:
Určte kapacitanciu kondenzátora s kapacitou 1mF
pripojeného k zdroju striedavého prúdu s frekvenciou
50 Hz.
XC = 3,2 k
Riešte úlohu:
V obvode striedavého prúdu s premennou frekvenciou je
kondenzátor s kapacitou 4 mF.
Pri akej frekvencii bude jeho kapacitancia 50 ?
f = 795 Hz
Test
Odpor kondenzátora v obvode striedavého prúdu je
daný vzťahom:
1
a) X C 
ωC
Im
b) X C 
Um
1
c) X C 
2π f C
Um
d) X C 
Im
1
Test
Odpor kondenzátora v obvode striedavého prúdu
sa nazýva:
a) kapacitancia,
b) kapacita,
c) rezistancia,
d) induktancia.
2
Test
Fázový posun medzi napätím a prúdom v obvode
s kondenzátorom je:
a)   π rad
b)   0 rad
π
c)   rad
2
π
d)   rad
4
3