|
|
|
|
|
|
|
4.2.1.1 Kondenzator v
enosmernem električnem tokokrog
|
|
|
|
|
Poskus
4.2.1.1.1:
|
|
|
|
Sestavimo vezavo s kondenzatorjem s
kapacitivnostjo npr. 100 µF in uporom z upornostjo 62 kΩ, z
analognim mA-metrom (MO = 0,5 mA in izhodiščem merjenja v sredini
skale), V-metrom (z MO = 30 V in čim večjo notranjo upornostjo) ter
izvorom napetosti 30 V in tripoložajnim stikalom, kot to prikazuje
slika 4.2.1.1.2a. |
|
|
|
|
|
Slika 4.2.1.1.2a |
Slika 4.2.1.1.2b |
Slika 4.2.1.1.2c |
|
|
Kondenzator v enosmernem električnem tokokrogu |
|
|
|
|
|
Najprej preklopimo stikalo iz položaja »0« v
položaj »1« (slika
4.2.1.1.2a): |
|
|
|
|
|
► |
Skozi električni tokokrog steče le
kratkotrajni tok polnjenja kondenzatorja. |
► |
Ko napetost na kondenzatorju doseže napetost
izvora, tok ne teče več, zato pravimo, da je kondenzator poln. |
|
|
|
|
|
|
Preklopimo stikalo iz položaja »1« nazaj v položaj »0« (slika
4.2.1.1.2b): |
|
|
|
|
|
► |
Napetost na kondenzatorju se praktično ohrani. |
|
|
|
|
|
|
Preklopimo stikalo iz položaja »0« v položaj »2« (slika
4.2.1.1.2c): |
|
|
|
|
|
► |
Skozi mA-meter steče kratkotrajni tok v
nasprotni smeri. |
► |
Kondenzator se izprazni, napetost na njem pade
na nič. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
► |
V enosmernem električnem tokokrogu s kondenzatorjem lahko steče le
kratkotrajni električni tok polnjenja ali
praznjenja kondenzatorja z elektrino. |
|
► |
Trajno prevajanje enosmernega toka kondenzator onemogoča. |
|
► |
Električni kondenzator lahko sprejme,
shrani in odda elektrino. |
|
► |
Pri oddajanju elektrine kondenzator deluje
kot izvor napetosti. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Možnost polnjenja in shranjevanje
elektrine ter praznjenja kondenzatorja so lastnosti, na katerih
temelji uporaba kondenzatorjev.
Slika 4.2.1.1.1 prikazuje časovni potek
napetosti na kondenzatorju med njegovim polnjenjem in praznjenjem ter
toka polnjenja in praznjenja. O zakonitostih obeh potekov bomo več
zvedeli pri obravnavi električnih prehodnih pojavov, za sedaj pa bo
dovolj, če se seznanimo le z osnovnimi značilnostmi obeh potekov. |
|
|
|
|
|
|
|
V trenutku vklopa napetosti izvora (slika 4.2.1.1.2a) je
kondenzator prazen. Na njem ni nobene napetosti, ki bi nasprotovala
napetosti izvora, zato je začetni tok polnjenja kondenzatorja
določen le z upornostjo upora R (I = U/R). |
|
|
|
|
|
|
|
► |
V trenutku vklopa enosmernega električnega tokokroga s
praznim kondenzatorjem, je tok v električnem tokokrogu enak kot
če kondenzator predstavljal kratki stik. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Skozi sam kondenzator ni toka, s polnjenjem
kondenzatorja pa napetost na njem narašča. Ker naelektren kondenzator
predstavlja izvor napetosti, naraščajoča napetost na njem vedno
bolj nasprotuje napetosti izvora in zmanjšuje tok
polnjenja. Ko se obe napetosti izenačita, imamo v električnem tokokrogu
dve enaki, nasprotni napetosti, zato toka ni več. |
|
|
|
|
|
|
|
► |
Na napetost izvora naelektren oziroma »poln« kondenzator
predstavlja v enosmernem električnem tokokrogu neskončno upornost. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Če električni tokokrog s kondenzatorjem, ki je
naelektren na napetost izvora U, sklenemo tako, kot prikazuje
slika
4.2.1.1.2c, se bo kondenzator začel prazniti z začetnim tokom I
= U/R. Zaradi praznjenja kondenzatorja napetost na njem
pada, z njo pa tudi tok, ki ga poganja napetost kondenzatorja, dokler se
kondenzator ne izprazni. |
|
|
|
|
|
|
|
Na prikazanih časovnih potekih napetosti in toka
temelji delovanje npr. časovnih stikal, generatorjev signalov,
medsebojni časovni zamik izmeničnih količin … Več o tem bomo zvedeli pri
obravnavi prehodnih pojavov in izmeničnih količin. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|