Kondensator

Kondensator

Kondensatorer lagrar elektrisk energi i form av elektrisk laddning.

Fysik

Nyckelord

kondensator, spänning, ladda, blixt, Tåg, beväpning, isolant, Kapacitet, elektriskt fält, elektrisk ström, Energi, växelström, Strömstyrka, strömkrets, kraftkälla, izolator, likström, elektro, elektrisk, elektrod, elektron, fysik, integrerad krets, teknik

Relaterade objekt

Scener

Funktionsprincip

  • kraftkälla
  • kondensator - Den lagrar elektrisk laddning och därmed elektrisk energi.
  • konsument

Kondensatortyper

  • superkondensator - Elektrisk kondensator med dubbla lager. En elektrokemisk kondensator som har en mycket högre kapacitans (flera tusen gånger högre) än andra kondensatorer. Användningen av denna typ av kondensator blir allt vanligare och de används där en stor mängd elektrisk laddning måste lagras eller avges på en mycket kort tid. De används till exempel i kamerablixtar, för lagring av bromsenergi i bilar och för att starta motorn i lokomotiv.
  • elektrolytkondensator - I denna typ av kondensator är en av elektroderna ett metallark. Oxiden som bildas på ytan verkar som dielektrikum. Den andra elektroden är en vätska eller en elektrolytlösning i gelform. De används främst i strömförsörjningsenheter och moderkort för datorer.
  • glimmerkondensator - I denna typ av kondensator är dielektrikum mellan plattorna tillverkat av glimmer.
  • keramisk kondensator - Den innehåller ett keramiskt dielektrikum. Det är denna typ av kondensator som det tillverkas flest av.

Konstruktion

En kondensator är en enhet vari energi kan ackumuleras och lagras i form av elektrisk laddning.

Den enklaste typen av kondensator är plattkondensatorn som består av två parallella metallplattor, skilda åt av ett isolerande material. Metallplattorna fungerar som elektroder. Isoleringen är ett dielektriskt material (dielektrikum) och har som uppgift att skilja elektroderna åt och öka kondensatorns kapacitans, det vill säga mängden elektrisk laddning kondensatorn kan lagra.

Laddning

  • plattor - Metallelektroder med stora ytor.
  • dielektrikum - Ett isolerande material som separerar elektroderna. Det kan öka kapacitansen hos kondensatorn, det vill säga dess förmåga att lagra elektrisk laddning. Det kan karakteriseras av sin relativa permittivitet: förhållandet mellan den mängd elektrisk laddning som lagras av en kondensator som använder detta dielektrikum, jämfört med en liknande kondensator som använder vakuum som dielektrikum.
  • elektriska fältlinjer - Imaginära linjer som används för att illustrera strukturen på de elektriska fälten. Tätheten i dessa indikerar det elektriska fältets styrka.
  • laddning (Q)
  • spänning (U)
  • kapacitet (C)
  • C=Q/U (kapacitans)

Kondensatorn kan laddas via en extern strömkälla. Under denna process lämnar negativa laddningar en elektrod och migrerar till den andra. På grund av laddningsskillnaden skapas ett elektriskt fält och därmed spänning mellan de två elektroderna.

Styrkan på spänningen mellan plattorna beror på hur mycket arbete som krävs för att flytta en enhet laddning från en platta till den andra i det elektriska fältet.

Ledande plattor

  • laddning (Q)
  • spänning (U)
  • kapacitet (C)
  • C=Q/U (kapacitans)

En kondensators kapacitans beror på en rad faktorer, till exempel plattornas form och storlek, avståndet mellan plattorna och det dielektriska materialet. Termen kapacitans refererar inte bara till mängden laddning kondensatorn kan lagra utan också till hur mycket spänning som krävs för att lagra en viss laddning.

Eftersom spänningen mellan plattorna är direkt proportionell till mängden laddning de lagrar är kvoten konstant. Denna kvot är kapacitansen, det vill säga C=Q/U.

En kondensators kapacitans kan ökas på olika sätt. Ett sätt är att öka antalet plattor. Om plattornas yta fördubblas, fördubblas också kapacitansen eftersom kapacitansen är direkt proportionell med plattornas yta.

Mellanrum

  • laddning (Q)
  • spänning (U)
  • kapacitet (C)
  • C=Q/U (kapacitans)

Ett annat sätt att öka kapacitansen är att minska avståndet mellan plattorna (plattseparationen). Då reduceras spänningen men mängden laddning förblir den samma.

Dielektrikum

  • laddning (Q)
  • spänning (U)
  • kapacitet (C)
  • C=Q/U (kapacitans)

Kapacitansen påverkas också starkt av den dielektriska permittiviteten mellan plattorna.

Om det dielektriska materialet mellan plattorna inte är vakuum utan ett isolerande material avtar den elektriska fältstyrkan tillsammans med spänningen även om mängden laddning inte förändras. Detta beror på att elektrostatisk induktion förekommer i dielektrikum och detta producerar spänning. Spänningen i dielektrikum går i motsatt riktning till spänningen mellan plattorna. Därför resulterar användandet av ett isolerande material i en minskning av spänningen och en högre kapacitans.

Permittiviteten i vakuum är 1 och luft kan anses ha samma permittivitet. Den relativa permittiviteten hos polyeten är 2, det innebär att om polyeten används som dielektrikum kan kondensatorn lagra dubbelt så mycket laddning som om det var luft mellan plattorna. Om det var papper mellan plattorna istället för luft skulle kapacitansen vara mer än tre gånger så stor eftersom den relativa permittiviteten hos papper är 3,3.

Kondensatorer i bruk

  • kamerablixt - Eftersom kondensatorer kan frigöra den lagrade energin mycket snabbt används de när man behöver en plötslig puls av hög elektrisk ström. Det kan vara när man ska strata en bil eller en stor högtalare eller när man ska skjuta av en kamerablixt. Eftersom det tar en stund att ladda kondensatorn måste vi vänta en stund innan vi kan använda blixten igen.
  • mobiltelefon - Kondensatorer används i telefonladdare och datorers strömförsörjningsenheter under korrigeringen av växelström, för att jämna ut likriktarens pulserande utmatning. I radiomottagare och mobiltelefoner används kondensatorer med variabel kapacitans för att justera den oscillerande kretsen som är kopplad till antennen till önskad frekvens.
  • datorminne - Kondensatorer finns i de flesta elektriska enheter. Här följer några exempel: Datorminnesmoduler (RAM) och vissa minneskort (t.ex. SD-kort) består av miljarder mikroskopiska kondensatorer. Dessa lagrar information i form av laddningar.

Kondensatorer finns i de flesta elektriska enheter. Här följer några exempel.

Datorminnesmoduler (RAM) och vissa minneskort (t.ex. SD-kort) består av miljarder mikroskopiska kondensatorer. Dessa lagrar information i form av laddningar.

Eftersom kondensatorer kan frigöra energin de lagrar snabbare än ett batteri används de när en plötslig puls hög elektrisk ström behövs i en enhet. Det gäller till exempel när man ska starta en bil eller en stor högtalare och när man ska skjuta av en kamerablixt. Eftersom det tar en stund att ladda kondensatorn måste vi vänta en stund innan vi kan använda blixten igen.

Kondensatorer används också i telefonladdare och datorers strömförsörjningsenheter under korrigeringen av växelström för att jämna ut likriktarens pulserande utmatning.

I radiomottagare och mobiltelefoner används kondensatorer med variabel kapacitans för att justera den oscillerande kretsen som är kopplad till antennen till önskad frekvens.

Berättarröst

En kondensator är en enhet vari energi kan ackumuleras och lagras i form av elektrisk laddning.

Den enklaste typen av kondensator är plattkondensatorn som består av två parallella metallplattor, skilda åt av ett isolerande material. Metallplattorna fungerar som elektroder. Isoleringen är ett dielektriskt material (dielektrikum) och har som uppgift att skilja elektroderna åt och öka kondensatorns kapacitans, det vill säga mängden elektrisk laddning kondensatorn kan lagra.

Kondensatorn kan laddas via en extern strömkälla. Under denna process lämnar negativa laddningar en elektrod och migrerar till den andra. På grund av laddningsskillnaden skapas ett elektriskt fält och därmed spänning mellan de två elektroderna.

Styrkan på spänningen mellan plattorna beror på hur mycket arbete som krävs för att flytta en enhet laddning från en platta till den andra i det elektriska fältet.

En kondensators kapacitans beror på en rad faktorer, till exempel plattornas form och storlek, avståndet mellan plattorna och det dielektriska materialet. Termen kapacitans refererar inte bara till mängden laddning kondensatorn kan lagra utan också till hur mycket spänning som krävs för att lagra en viss laddning.

Eftersom spänningen mellan plattorna är direkt proportionell till mängden laddning de lagrar är kvoten konstant. Denna kvot är kapacitansen, det vill säga C=Q/U.

En kondensators kapacitans kan ökas på olika sätt. Ett sätt är att öka antalet plattor. Om plattornas yta fördubblas, fördubblas också kapacitansen eftersom kapacitansen är direkt proportionell med plattornas yta.

Ett annat sätt att öka kapacitansen är att minska avståndet mellan plattorna (plattseparationen). Då reduceras spänningen men mängden laddning förblir den samma.

Kapacitansen påverkas också starkt av den dielektriska permittiviteten mellan plattorna.

Om det dielektriska materialet mellan plattorna inte är vakuum utan ett isolerande material avtar den elektriska fältstyrkan tillsammans med spänningen även om mängden laddning inte förändras. Detta beror på att elektrostatisk induktion förekommer i dielektrikum och detta producerar spänning. Spänningen i dielektrikum går i motsatt riktning till spänningen mellan plattorna. Därför resulterar användandet av ett isolerande material i en minskning av spänningen och en högre kapacitans.

Permittiviteten i vakuum är 1 och luft kan anses ha samma permittivitet. Den relativa permittiviteten hos polyeten är 2, det innebär att om polyeten används som dielektrikum kan kondensatorn lagra dubbelt så mycket laddning som om det var luft mellan plattorna. Om det var papper mellan plattorna istället för luft skulle kapacitansen vara mer än tre gånger så stor eftersom den relativa permittiviteten hos papper är 3,3.

Relaterade objekt

Kretskort

Ett kretskort är ett mönsterkort med elektroniska komponenter

Alkaliskt batteri

I alkaliska batterier alstras elektrisk ström genom elektrokemiska reaktioner.

Alstrande av växelström

Elektrisk ström kan alstras genom att ett ankare roteras i ett magnetfält.

Bärbar dator, kringutrustning

En mängd kringutrustning som kan användas tillsammans med bärbara datorer.

Blyackumulator

Elektrokemiska processer i en blyackumulator producerar elektrisk ström.

Elektrisk ringklocka

Mekanisk ringklocka som fungerar med hjälp av en elektromagnet.

Elektriska ljuskällor i hushållet

Denna animation visar egenskaperna hos ljuskällor som används i hushållet, från traditionella glödlampor till LED-lampor.

Elektriska motorer

Elmotorer finns överallt i samhället, låt oss lära oss om de olika typerna.

Generatorer och elmotorer

Medan en generator omvandlar mekanisk energi till elektrisk energi, omvandlar en elmotor elektrisk energi till mekanisk energi.

Likströmsmotor

Likströmsmotorn består av en permanent magnet och en spole, placerad inne i magneten, var i elektrisk ström flödar.

Magnetron

En av de viktigaste beståndsdelarna i en mikrovågsugn är magnetronen, den producerar mikrovågorna.

Stationär dator

Denna animation visar de komponenter en stationär dator är uppbyggd av, samt den viktigaste kringutrustningen.

Hur fungerar en högtalare?

I högtalare alstras ljudvågor genom elektromagnetisk induktion.

Nikola Teslas laboratorium (Shoreham, USA)

Denna ingenjör och uppfinnare, som huvudsakligen sysslade med elektroteknik, var utan tvekan en av de starkast lysande stjärnorna under den andra...

Blixt

En blixt är en kortvarig elektrostatisk urladdning som åtföljs av ett skarpt eller mullrande ljud som kallas åska.

Added to your cart.