Instructions

Kondenzátor jako malý akumulátor
Komponenty k experimentu: blok zdroje nap ě tí, blok se žlutou LED, blok elektrolytického
kondenzátoru 100 µF, blok rezistoru 100 k Ω , 2 x blok uzemn ě ní
Čas vybíjení kondenzátoru můžeme zvýšit omezením vybíjecího proudu kondenzátoru pomocí
rezistoru (100 kΩ). V předchozích pokusech se vybíjení určovalo pouze rezistorem na bloku LED.
Nyní zapojíme do obvodu sériově k anodě našeho bloku LED ještě blok rezistoru (100 kΩ)
a výrazně tak zvýšíme celkový odpor.
Vybíjecí proud je nyní určován pomalu klesajícím napětím kondenzátoru. Omezíme tok proudu
rezistorem (100 kΩ) a prodloužíme čas vybíjení. Napětí v kondenzátoru se udrží déle.
Náš kondenzátor nyní funguje jako malý akumulátor. Vynásobením průměrného toku proudu (I) časem
vybíjení (t) dostaneme náboj (Q). (Q = I x t)
Napětí na kondenzátoru závisí na jeho náboji, ale náboj není konstantní a napětí se mění,
protože kondenzátor se vybíjí. Pro konstantní náboj platí, že napětí (U) se rovná vytvořené kapacitě
(C) a náboji (Q). (U = C x Q)
K matematickému popisu tohoto chování musíme použít exponenciální funkci.
V následujícím pokusu použijeme žlutou LED, protože svítí o něco jasněji než zelená LED.
Postup:
1. K nabíjení dochází přes zdroj napětí a blok uzemnění. Záporný pól kondenzátoru se připojí
k bloku uzemnění a zůstane k němu připojen i během vybíjení.
2. Nyní odstraníme připojení zdroje a modulu kondenzátoru a kladný pól kondenzátoru připojíme
k bloku rezistoru (100 kΩ) a k anodě LED modulu. Katoda, tj. záporná svorka LED se musí připojit
k bloku uzemnění, aby se vytvořil uzavřený obvod. LED zůstane svítit déle, ale její světlo nebude
tak jasné.
Kondenzátor – jeden obvod za všechny
Komponenty k experimentu: blok zdroje nap ě tí, blok se žlutou LED, blok se zelenou LED,
blok kondenzátoru 10 µF, univerzální blok. 2x blok uzemn ě ní, 2x blok T, 2x rožní blok
Už známe vlastnosti kondenzátoru během vybíjení. Technicky jsme provedli nabíjení, i když vizuálně
nebylo patrné. V následujícím pokusu si ilustrujeme jak proces nabíjení, tak i proces vybíjení.
Poslouží nám k tomu univerzální blok, který použijeme poprvé. Charakteristické rysy nabíjení
a vybíjení kondenzátoru jsou úplně stejné. Tentokrát použijeme dvě LED, ale obě zapojíme obráceně,
tj. antiparalelně. Při nabíjení kondenzátoru se krátce rozsvítí žlutá LED a při vybíjení zase zelená LED.
Při nabíjení se zkratují dva horní kontakty v schematickém nákresu a při vybíjení se musí zkratovat
dva spodní kontakty univerzálního bloku.
Nyní použijeme modul kondenzátoru 10 µF, takže nemusíte věnovat pozornost polaritě.
Postup:
1. Připojte nejdříve horní a prostřední kontakt, a když se rozsvítí žlutá LED, tak je odpojte.
2. Nyní připojte dolní a prostřední kontakt, a když se rozsvítí zelená LED, tak je odpojte.
Permanentní kondenzátor
Komponenty k experimentu: blok zdroje nap ě tí, blok se žlutou LED, blok se zelenou LED,
blok kondenzátoru 10 µF, blok rezistoru 10 k Ω , univerzální blok. 3x blok uzemn ě ní, 2x blok T,
2x rožní blok
Snadná manipulace s elektrickým obvodem je důležitým kritériem při navrhování obvodů.
Je bezpochyby pohodlnější ovládat nějakou funkci jedním přepínačem namísto dvou.
V našem následujícím obvodu se bude kondenzátor trvale používat a vybije se, až když se
k univerzálnímu bloku připojí opačné kontakty. Proto se antiparalelně zapojené LED moduly
začlení do obvodu v sérii s kondenzátorem 10 µF a rezistorem 10 kΩ.
Pokud se nyní použije zdroj napětí, žlutá LED bude svítit tak dlouho, dokud se bude kondenzátor
nabíjet a jeho odpor v DC obvodu je nekonečně vysoký. Když se uzavře připojení k opačným
kontaktům našeho univerzálního bloku, kondenzátor se okamžitě vybije a krátce se rozsvítí zelená
LED.
Připojením dvou kontaktů rychle po sobě zablikají střídavě obě LED. Rezistor 10 kΩ je velmi důležitý,
protože během vybíjení kondenzátoru omezuje nejvyšší možný proud a brání tak zkratování.
Proud, který teče přes kontakty, když se uzavřou, je dokonce vyšší, než nejvyšší možný tok proudu:
I =


= 0,9 mA
Směr toku proudu je oproti nabíjení obrácený.