Metodický portál RVP.CZ prochází změnami. Více informací zde.
logo RVP.CZ
Přihlásit se
Titulka > Modul články > > > > >

Zobrazit na úvodní stránce článků

Titulka > Modul články > gymnaziální vzdělávání > Princip činnosti kondenzátoru

Princip činnosti kondenzátoru

Praktický příspěvek
příklad
uč.hodina
Pochopit princip činnosti kondenzátoru je v současné době, kdy používáme řadu elektronických přístrojů, nutné. Jednoduchý experiment může princip činnosti kondenzátoru objasnit velmi názorně.

Cíl výuky

Pochopení funkce činnosti kondenzátoru
Úvod

Kondenzátor patří mezi důležité elektrotechnické součástky, bez kterých se neobejde činnost běžných přístrojů, které používáme v každodenním životě (mobilní telefon, televizor ap.). Kondenzátory mají nezastupitelnou roli i ve specializovaných přístrojích (defibrilátory v lékařských ordinacích). Proto by žáci měli chápat princip činnost kondenzátoru, protože tak lépe pochopí činnost výše uvedených přístrojů.

Příprava experimentu

K experimentu budeme potřebovat běžné pomůcky: kovový koš na odpadky, polystyrénovou desku (např. z vnitřního obkladu zásilek s elektrotechnikou), stolní lampu, kancelářskou svorku, kousek alobalu, zářivku, novodurovou trubku s bavlněným hadříkem nebo skleněnou tyč s kůží. Běžně se asi lépe bude shánět novodurová trubka (např. odpad po rekonstrukci vodovodního potrubí), ale při pořizování fotografií k tomuto příspěvku se lépe osvědčila skleněná trubka.

Asi půlhodiny až hodinu před plánovaným předvedením experimentu postavíme na stůl na polystyrénovou desku kovový koš na odpadky. Těsně k němu postavíme stolní lampu a rozsvítíme ji. Máme-li k dispozici různé druhy žárovek, použijeme tu s největším výkonem. Na koš svítíme lampou proto, abychom ho ohřáli na takovou teplotu, aby se na něm nesrážela vodní pára obsažená v atmosféře. Pokud by se na něm pára vysrážela, vzniklé vodní kapičky by mohly odvádět náboj, který budeme později na koš přivádět, a celý experiment tak znehodnotit. Během přípravné fáze experimentu košem několikrát otočíme kolem jeho svislé osy, aby se pokud možno prohřál rovnoměrně.

Dále si připravíme jednoduchý indikátor náboje. Kancelářskou svorku rozevřeme a ohneme tak, aby ji bylo možné jedním koncem zavěsit na kovový koš a na druhý bylo možné zavěsit pásek z alobalu (viz obr. 1). Není-li k dispozici kovový koš na odpadky, lze použít větší plechovku od potravin, od konzerv pro psy, ... Výsledný světelný efekt sice nebude tak znatelný jako s využitím koše na odpadky, ale i tak experiment svému účelu dobře poslouží. 

Obr.1
1. Obr.1
 

Vlastní experiment

Experiment je vhodné provádět v zatemněné místnosti. Při vlastním experimentu zavěsíme vyrobený indikátor náboje zvenčí na kovový koš, lampu zhasneme a dáme dále od koše, vezmeme novodurovou tyč a hadřík (resp. skleněnou tyč a kůži) a koš začneme nabíjet. (Třením tyče látkou nabijeme tyč, a tu potom „otřeme" o hrany koše.) Pásek z alobalu se v závislosti na množství přivedeného náboje na koš začne odpuzovat. Tak získáme představu, jestli se koš skutečně nabíjí a náboj není odváděn z koše pryč. Bude-li koš dostatečně nabitý, přiblížíme k němu jedním koncem zářivku, jejíž druhý konec držíme v ruce (viz obr. 2), a koncem zářivky se dotkneme koše. Zářivka blikne. 

Obr.2
2. Obr.2
 
Vysvětlení

Při nabíjení koše se na něm kumuluje náboj - koš má vlastnosti kondenzátoru. O přítomnosti náboje na koši (resp. na koši a pásku z alobalu) svědčí vychýlení alobalového pásku. Náboj přenášený nabitou tyčí na koš se přenese i na alobalový pásek, který se od stejně nabitého koše odpuzuje. Úhel, který pásek se stěnou koše svírá, je dán velikostí elektrostatické síly, která mezi košem a páskem působí. Velikost této síly je dána hodnotou náboje přivedeného na koš. Přiblížíme-li ke koši zářivku, náboj se přes naše tělo vybije do Země. Zářivkou tedy projde elektrický proud a zářivka blikne.

Pokud bude prostředí v místnosti, kde experiment provádíme, dostatečně suché, vydrží koš nabitý po určitou dobu. Tím se ještě více přiblížíme funkci skutečného kondenzátoru: z něj se energie také nevybíjí okamžitě, ale až v okamžiku, kdy je potřeba.

Varianta Faradayova klec

Popsaný experiment lze využít i k demonstraci faktu, že ve vodivém tělese se náboj rozloží jen na jeho povrchu (tzv. Faradayova klec). Stačí před nabíjením koše zavěsit na koš dva alobalové pásky: jeden na vnější stěnu koše, druhý na vnitřní. Ten na vnitřní stěně se při nabíjení koše od stěny neodchýlí.

V případě pochybností o aktuálnosti či funkčnosti příspěvku využijte tlačítko „Napište nám“.
Napište nám
Celkové hodnocení článku
Přidat komentář Citovat článek