4.2.1 ELEKTRIČNI KONDENZATOR

KAZALO

   

 

 

4.2.1.1 Kondenzator v enosmernem električnem tokokrogu

   
Poskus 4.2.1.1.1:

HITRE POVEZAVE

Ploščni kondenzator s stalno kontaktiranim napetostnim virom

 

SLIKA

Slika 4.2.1.1.1: Časovni potek napetosti in toka polnjenja in praznjenja kondenzatorja

 

ANIMACIJA

Animacija 4.2.1.1.1: Kondenzator v enosmernem električnem krogu

 

VIDEO

Polnjenje in praznjenje kondenzatorja

Kondenzator v enosmernem in izmeničnem tokokrogu

 

FOTOGRAFIJE

Kondenzator v enosmernem električnem krogu 1

Kondenzator v enosmernem električnem krogu 2

 
       
 
►  

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.