Kondensaattori lyhyesti m@hyl.edu.hel.fi 2006

Kondensaattori varaa varausta levyjen väliin syntyvä sähkökenttä E varastoi sähköenergiaa varauksen varastoimiskykyä, varauskykyä kuvailee suure kapasitanssi kapasitanssin yksikkö faradi F = C/V

laskuesimerkki 1 Kondensaattorin kapasitanssi on 1,3 µF ja se kytketään 120 V:n jännitteeseen. Määritä kondensaattorin varaus. ratkaisu:

Kapasitanssi levykondensaattoreilla kapasitanssi riippuu levyjen alasta A, etäisyydestä d ja eristeaineen permittiivisyydestä .

Kondensaattorin energia Kondensaattorin sähkökenttään varastoituu energiaa. esim. 1:n kondensaattorilla

Mihin sitä käytetään värähtelypiirit käämien kanssa tasasuuntauspiireissä häiriönpoistajina, tasoittaa virtapiikit, estää ”väärää” kipinöintiä: auton sytytyspiiri, loisteputken sytytin, katkaisimien rinnalla

Läpilyöntikestävyys Kun jännite tulee liian suureksi levyjen välillä, tapahtuu läpilyönti eli varaus purkautuu kondensaattorin sisällä. Läpilyöntikestävyys Umax on suurin jännite, johon kondensaattori voidaan kytkeä. Läpilyönti rikkoo kondensaattorin.

Sarjaankytkentä sarjaankytkennässä jokaisen kondensaattorin varaus on sama kuin koko kondensaattorisysteemin varaus Q = Q1 = Q2 = Q3 kokonaisjännite on summa U = U1 + U2 + U3

Rinnankytkentä rinnankytkennässä kaikkien kondensaattoreiden jännite on yhtä suuri kuin kokonaisjännite U = U1 = U2 = U3 Koko varaus on komponenttien varausten summa Q = Q1 + Q2 + Q3

Kysymyksiä 1 Miten jännitteen kaksinkertaistaminen muuttaa kondensaattorin varausta? Miten jännitteen kaksinkertaistaminen muuttaa kondensaattorin energiaa. Jos säätökondensaattorin kapasitanssi kaksinkertaistuu, kun se on kytketty vakiojännitteeseen, niin miten muuttuu a) varaus, b) energia

Kysymyksiä 2 Miten levykondensaattorin pinta-alan kaksinkertaistaminen muuttaa kapasitanssia? Miten levykondensaattorin levyjen etäisyyden kaksinkertaistaminen muuttaa kapasitanssia? Jos eristeaineen permittiivisyys kasvaa, niin miten kapasitanssi muuttuu?

Laskut sarjaan Olkoon kolmen kondensaattorin kapasitanssit 2,0 µF, 3,0 µF ja 6,0 µF. Kondensaattorit kytketään sarjaan 12 V:n jännitteeseen. Laske kondensaattorisysteemin kokonaiskapasitanssi, varaus ja energia sekä kunkin kondensaattorin varaus, energia ja jännite.

Laskut rinnan Olkoon kolmen kondensaattorin kapasitanssit 2,0 µF, 3,0 µF ja 6,0 µF. Kondensaattorit kytketään rinnan 12 V:n jännitteeseen. Laske kondensaattorisysteemin kokonaiskapasitanssi, varaus ja energia sekä kunkin kondensaattorin varaus, energia ja jännite.

kuvaajatehtävä Kondensaattori varattiin pariston avulla. Kun pariston annettiin purkautua virtamittarin ja vastuksen läpi, niin virta muuttui oheisen kuvaajan mukaisesti, kuvaajassa vaaka- akseli on sekunteina ja pystyakseli milliampeereina. Määritä kondensaattorin varaus. Määritä virran muutosnopeus ajan hetkellä 2 s. (di/dt)