Škola: Autor: DUM: Vzdělávací obor: Tematický okruh: Téma: Masarykovo gymnázium Vsetín Mgr. Jitka Novosadová MGV_F_SS_2S2_D06_Z_ELMAG_Kapacita_vodice_kondenzatory_ spojovani_a_energie_kondenzatoru_pl Člověk a příroda Fyzika Elektřina a magnetismus Elektrický náboj a elektrické pole Kapacita vodiče, kondenzátory, spojování a energie kondenzátorů KAPACITA VODIČE, KONDENZÁTORY, SPOJOVÁNÍ A ENERGIE TEORIE Pojmy k zopakování elektrický potenciál, permitivita prostředí, dielektrikum, elektrické napětí, paralelní a sériové zapojení Kapacita vodiče Jednotka kapacity Kondenzátory Deskový kondenzátor Obrázek 1: Deskový kondenzátor 1/5
Technické kondenzátory Schematická značka Dělí se většinou podle použitého dielektrika: Spojování kondenzátorů Většina kondenzátorů má neměnnou kapacitu, požadované kapacity proto dosáhneme vhodným spojováním kondenzátorů. Paralelní spojení: Sériové spojení: Energie kondenzátoru Obrázek 2: Vlevo paralelní zapojení kondenzátorů, vpravo sériové Obrázek 3: Graf závislosti náboje na napětí, plocha pod grafem odpovídá energii kondenzátoru 2/5
VZORCE kapacita vodiče kapacita kulového vodiče 4 kapacita deskového kondenzátoru kapacita s dielektrikem C a bez dielektrika C 0 výsledná kapacita při paralelním zapojení výsledná kapacita při sériovém zapojení energie kondenzátoru KONTROLNÍ OTÁZKY 1) Jak je definována kapacita vodiče? 2) Definujte jeden farad. 3) Jakou hodnotu má relativní permitivita vakua (přibližně vzduchu)? 4) Jakou hodnotu má permitivita vakua? 5) Který kondenzátor má větší kapacitu se vzduchovým dielektrikem, nebo s olejovým? Proč? 6) Popište deskový kondenzátor. 7) Na čem závisí kapacita deskového kondenzátoru? 8) Vyjmenujte typy kondenzátorů. 9) Jak funguje otočný (ladicí) kondenzátor? 10) Jak se spočítá výsledná kapacita při paralelním spojení tří kondenzátorů? 11) Jak se spočítá výsledná kapacita při sériovém spojení dvou kondenzátorů? Uveďte vztah ve tvaru C = 12) Kterou veličinu mají stejně velkou kondenzátory spojené sériově napětí nebo náboj? 13) Na čem závisí energie kondenzátoru? 14) Kde se ztratí elektrická energie kondenzátoru, pokud necháme kondenzátor vybít přes žárovku? 15) Zjistěte, kde všude se kondenzátory využívají. PROCVIČOVÁNÍ 1) Převeďte na farady: 1 mf, 1 µf, 1 nf, 1 pf 2) Urči kapacitu kuličky o poloměru 10 cm umístěné ve vakuu. 3) Urči poloměr vodivé koule, která by měla kapacitu 2200 µf. 4) Sbírka [02] kapitola 5.1 Elektrické pole úlohy 5.1.43, 5.1.44, 5.1.48, 5.1.49, 5.1.50, 5.1.52 5) Prohlédněte si v učebnici [01] kapitola 1.9 Technické kondenzátory. Spojování kondenzátorů. Energie kondenzátoru obrázek s jednotlivými typy kondenzátorů. 6) Mezi deskami kondenzátoru je vzduch. Co se stane s jeho kapacitou, umístíme-li ho do vakua? 7) Nabitý kondenzátor fotoblesku o kapacitě 800 µf má napětí 500 V. Jaká energie se spotřebuje při záblesku, při němž se kondenzátor plně vybije? 8) Kondenzátor o kapacitě 400 pf byl po nabití na napětí 60 V odpojen od zdroje a ponořen do petroleje o relativní permitivitě 6. Jak se změnilo a) napětí, b) energie, c)kapacita? 9) Učebnice [01] Teoretické cvičení 1 úloha 4.B, 5.A, 5.B, 6 10) Sbírka [02] kapitola 5.1 Elektrické pole úlohy 5.1.53, 5.1.54, 5.1.55, 5.1.56, 5.1.57 3/5
SHRNUTÍ Kapacita je. Osamocené vodiče mají velmi kapacitu, součástky s velkou kapacitou se nazývají. Kapacita deskového kondenzátoru závisí přímo úměrně na a nepřímo úměrně na. Při paralelním spojení kondenzátorů je na všech stejné. Při sériovém zapojení kondenzátorů je výsledná kapacita vždy než jednotlivé kapacity a platí. Energie kondenzátoru odpovídá při nabíjení kondenzátoru a platí. DOMÁCÍ ÚKOL 1) Učebnice [01] kapitola 1.8 Kapacita vodiče. Kondenzátor úlohy 1.8.3, 1.8.4 2) Učebnice [01] kapitola 1.9 Technické kondenzátory. Spojování kondenzátorů. Energie kondenzátoru úlohy 1.9.1, 1.9.2, 1.9.3, 1.9.4 4/5
SEZNAM ZDROJŮ [01] LEPIL, Oldřich a Přemysl ŠEDIVÝ. Fyzika pro gymnázia. 5., přeprac. vyd. Praha: Prometheus, 2000, 342 s. Učebnice pro střední školy (Prometheus). ISBN 978-80-7196-202-1. [02] LEPIL, O., BEDNAŘÍK, M., ŠIROKÁ, M. Sbírka úloh z fyziky pro střední školy. Dotisk 2. vydání. Praha : Prométheus, 1995. 270 s. ISBN 80 7196 204 [03] Wikipedie: Otevřená encyklopedie: Michael Faraday [online]. c2012 [citováno 22. 09. 2012]. Dostupný z WWW: <http://cs.wikipedia.org/w/index.php?title=michael_faraday&oldid=8781450> METODICKÝ LIST Název školy Masarykovo gymnázium Vsetín Číslo projektu CZ.1.07/1.5.00/34.0487 Autor Mgr. Novosadová Jitka Název šablony III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Název DUMu MGV_F_SS_2S2_D06_Z_ELMAG_Kapacita_vodice_kondenzatory_spojovani_a_energie_ko ndenzatoru_pl Stupeň a typ vzdělávání Gymnaziální vzdělávání Vzdělávací oblast Člověk a příroda Vzdělávací obor Fyzika Tematický okruh Elektřina a magnetismus Elektrický náboj a elektrické pole Druh učebního materiálu Pracovní list učitel Cílová skupina Žák, 15 16 let Anotace Pracovní list určen do výuky studentům, podklad pro vlastní poznámky/sešit, náplň: kapacita vodiče, kondenzátory, spojování kondenzátorů, energie kondenzátoru Vybavení, pomůcky - Klíčová slova dielektrikum, permitivita, kapacita, farad, energie, sériové, paralelní Datum 5.8.2012 5/5