Zobrazit na úvodní stránce článků

Na začátek článku
Titulka > Modul články > gymnaziální vzdělávání > Princip činnosti kondenzátoru

Ikona prakticky

Princip činnosti kondenzátoru

Ikona prikladIkona hodina
Autor: Jaroslav Reichl
Anotace: Pochopit princip činnosti kondenzátoru je v současné době, kdy používáme řadu elektronických přístrojů, nutné. Jednoduchý experiment může princip činnosti kondenzátoru objasnit velmi názorně.
Podpora výuky jazyka:
Klíčové kompetence:
  1. Gymnázium » Kompetence k řešení problémů » rozpozná problém, objasní jeho podstatu, rozčlení ho na části
Očekávaný výstup:
  1. gymnaziální vzdělávání » Člověk a příroda » Fyzika » Elektromagnetické jevy, světlo » využívá zákon elektromagnetické indukce k řešení problémů a k objasnění funkce elektrických zařízení
Mezioborové přesahy a vazby: Nejsou přiřazeny žádné mezioborové přesahy.
Průřezová témata:
  1. Gymnaziální vzdělávání » Environmentální výchova » Člověk a životní prostředí
Organizace řízení učební činnosti: Skupinová
Organizace prostorová: Specializovaná učebna
Nutné pomůcky: běžné pomůcky (kovový koš na odpadky, novodurová tyč, hadřík, lampa, zářivka)
Klíčová slova: kondenzátor, princip činnosti kondenzátoru, Faradayova klec, elektrostatické pole

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.

Anotované odkazy:
Příspěvek nemá přiřazeny žádné anotované odkazy.
Přiřazené DUM:
Příspěvek nemá přiřazeny žádné DUM.
Přiřazené aktivity:
Příspěvek nemá přiřazeny žádné aktivity.
 
INFO
Publikován: 27. 02. 2008
Zobrazeno: 15653krát
Hodnocení příspěvku
Hodnocení týmu RVP:
Hodnocení článku : 0

Hodnocení uživatelů:
Hodnocení článku :
Hodnotit články mohou pouze registrovaní uživatelé.

zatím nikdo Hodnocení článku : 5
zatím nikdo Hodnocení článku : 4
zatím nikdo Hodnocení článku : 3
zatím nikdo Hodnocení článku : 2
zatím nikdo Hodnocení článku : 1
Jak citovat tento materiál
REICHL, Jaroslav. Princip činnosti kondenzátoru. Metodický portál: Články [online]. 27. 02. 2008, [cit. 2019-10-15]. Dostupný z WWW: <https://clanky.rvp.cz/clanek/c/G/2053/PRINCIP-CINNOSTI-KONDENZATORU.html>. ISSN 1802-4785.
Licence Licence Creative Commons

Všechny články jsou publikovány pod licencí Creative Commons.


Komentáře
Příspěvek nebyl zatím komentován.
Vložit komentář:

Pro vložení komentáře je nutné se přihlásit.