Skip navigation

Πυκνωτές (6ω)

Πυκνωτής

Άσκηση

1. Αν ένας πυκνωτής έχει στον ένα οπλισμό του φορτίο +Q=50μCb και στα άκρα του εφαρμόζεται τάση V=50V, τότε στον άλλο οπλισμό του θα έχει αρνητικό φορτίο -Q= μCb και χωρητικότητα C= μF.

2. Όταν ένας πυκνωτής με χωρητικότητα C=2,2μF έχει στα άκρα του τάση V=20V, τότε το φορτίο του είναι Q= μCb.

3. Όταν ένας πυκνωτής με χωρητικότητα C=2,2μF έχει στα άκρα του τάση V=40V, τότε το φορτίο του είναι Q= μCb.

4. Όταν ένας πυκνωτής με χωρητικότητα C=4,7μF φέρει στους οπλισμούς του φορτίο Q=23,5μCb, τότε η τάση τροφοδοσίας στα άκρα του είναι V= V.

Enable JavaScript

Διηλεκτρικό πυκνωτή

Πειραματιστείτε με τις διαστάσεις οπλισμού (1η καρτέλα) και το διηλεκτρικό (2η καρτέλα) του πυκνωτή

Επίπεδος πυκνωτής

Άσκηση

Ένας επίπεδος πυκνωτής με διηλεκτρικό αέρα (εr=1, εο = 8,85pF/m) έχει οπλισμούς με επιφάνεια S=10cm2 και απόσταση μεταξύ των οπλισμών d=1mm.

α) Η χωρητικότητα του πυκνωτή είναι C= pF

β) Αν μεταξύ των οπλισμών του τοποθετηθεί λάδι (εr=2) ως διηλεκτρικό υλικό, τότε η νέα χωρητικότητά του θα είναι C'= pF

Enable JavaScript

Άσκηση

Ένας επίπεδος πυκνωτής με διηλεκτρικό αέρα (εr=1, εο = 8,85pF/m) έχει οπλισμούς με επιφάνεια S=0,4m2 και απόσταση μεταξύ των οπλισμών d=354μm.

α) Η χωρητικότητα του πυκνωτή είναι C= nF

β) Αν μεταξύ των οπλισμών του τοποθετηθεί χαρτί (εr=3,5), τότε η νέα χωρητικότητά του θα είναι C'= nF

γ) Αν μεταξύ των οπλισμών του εφαρμοστεί τάση 177V, τότε η ένταση του ηλεκτρικού πεδίου για τις χωρητικότητες C και C' θα είναι Ε= V/m και Ε'= V/m αντίστοιχα.

δ) Τι παρατηρείτε μεταξύ των εντάσεων Ε και Ε';

Enable JavaScript

Άσκηση

Ερώτηση

Αν ένας πυκνωτής είναι συνδεδεμένος με μια ηλεκτρική πηγή τάσης Ε και χωρίς να τον αποσυνδέσουμε από την πηγή, τοποθετήσουμε μεταξύ των οπλισμών του ένα διηλεκτρικό υλικό με εr=2, τότε ποια από τα παρακάτω θα συμβούν;

Answers

θα διπλασιαστεί η χωρητικότητά του C

θα διπλασιαστεί το φορτίο του Q

θα υποδιπλασιαστεί η τάση στα άκρα του

θα διπλασιαστεί η ένταση του ηλεκτρικού πεδίου Ε ανάμεσα στους οπλισμούς του

Ανατροφοδότηση

Συνδεσμολογίες πυκνωτών

Πειραματιστείτε με την σύνδεση των πυκνωτών (3η καρτέλα)

Άσκηση

α) Αν δύο όμοιοι πυκνωτές με χωρητικότητα C=2μF συνδεθούν παράλληλα, τότε Cολ= μF

β) Αν δύο όμοιοι πυκνωτές με χωρητικότητα C=2μF συνδεθούν σε σειρά, τότε Cολ= μF

Enable JavaScript

Άσκηση

Οι πυκνωτές C1=3μF και C2=5μF συνδέονται παράλληλα και στα άκρα της συνδεσμολογίας εφαρμόζεται τάση V=24V.

α) Η συνολική χωρητικότητα είναι Cολ = μF.

β) Οι τάσεις στα άκρα των πυκνωτών είναι V1= V και V2= V.

γ) Τα φορτία των πυκνωτών είναι Q1= μC και Q2= μC.

Enable JavaScript

Άσκηση

Τρεις πυκνωτές με χωρητικότητες C1=1nF και C2=4nF και C3=5nF συνδέονται παράλληλα σε πηγή τάσης 200V.

α) Η συνολική χωρητικότητα Cολ= nF

β) Οι τάσεις στα άκρα των πυκνωτών είναι VC1= V, VC2= V, VC3= V

γ) Τα φορτία των πυκνωτών είναι Q1= nC, Q2= nC, Q3= μC

Enable JavaScript

Άσκηση

Οι πυκνωτές C1=6μF και C2=12μF συνδέονται σε σειρά και στα άκρα της συνδεσμολογίας εφαρμόζεται τάση V=24V.

α) Η συνολική χωρητικότητα Cολ = μF.

β) Τα φορτία των πυκνωτών είναι Q1= μC και Q2= μC.

γ) Οι τάσεις στα άκρα των πυκνωτών είναι V1= V και V2= V.

Enable JavaScript

Άσκηση

Στη συνδεσμολογία του σχήματος C1=20μF και C2=5μF. Το φορτίο στον πυκνωτή C1 μετρήθηκε και βρέθηκε Q1=1mC.

α) Το φορτίο στον πυκνωτή C2 είναι Q2= mC.

β) Η τάση στα άκρα του πυκνωτή C1 είναι VC1= V.

γ) Η τάση στα άκρα του πυκνωτή C2 είναι VC2= V.

δ) Η τάση της πηγής είναι V= V.

Enable JavaScript

Άσκηση

Στη συνδεσμολογία του σχήματος C1=4μF, C2=6μF και C3=2μF.

α) Οι πυκνωτές C1 και C2 ισοδυναμούν με ένα πυκνωτή C1,2 = μF

β) Η συνολική χωρητικότητα των πυκνωτών είναι Cολ = μF

γ) Το φορτίο στους πυκνωτές C1 και C2 είναι Q1= Q2= μC.

δ) Οι τάσεις στους πυκνωτές C1 και C2 είναι VC1= V και VC2= V αντίστοιχα.

ε) Το φορτίο στον πυκνωτή C3 είναι Q3= μC.

Enable JavaScript

Άσκηση

Στο ανωτέρω κύκλωμα οι πυκνωτές έχουν χωρητικότητες C1=2,4μF και C21=C22=C23=4,8μF. Στα άκρα της συνδεσμολογίας εφαρμόζεται τάση V=24V.

α) Η συνολική χωρητικότητα της συνδεσμολογίας πυκνωτών είναι Cολ = μF.

β) Η τάση στα άκρα του πυκνωτή C1 είναι V1= V και το φορτίο του πυκνωτή C1 είναι Q1= μC.

Enable JavaScript

Τύποι και είδη πυκνωτών

Φόρτιση-εκφόρτιση πυκνωτή

Άσκηση

Για το ανωτέρω κύκλωμα δίνονται: R=1KΩ, C=10μF, V=12V.

Αρχικά ο διακόπτης είναι ανοικτός και ο πυκνωτής αφόρτιστος.

Τη χρονική στιγμή t0=0 κλείνει ο διακόπτης.

α) Την χρονική στιγμή t0 που θα κλείσει ο διακόπτης, το ρεύμα θα γίνει Ιο= mA και η τάση στον πυκνωτή Vc= V.

β) Με το πέρασμα του χρόνου σταδιακά η τάση του πυκνωτή , το ρεύμα και η τάση στην αντίσταση .

γ) Ο πυκνωτής θα έχει φορτίσει στο 63,2% της μέγιστης τάσης του μετά από χρόνο τ= msec.

δ) Ο πυκνωτής θα είναι σχεδόν πλήρως φορτισμένος μετά από χρόνο msec.

ε) Όταν ο πυκνωτής φορτίσει πλήρως, τότε η τάση στα άκρα του θα είναι V, το ρεύμα του κυκλώματος θα είναι Α και η τάση στην αντίσταση θα είναι V.

Enable JavaScript

Άσκηση

Για το ανωτέρω κύκλωμα δίνονται: R=1KΩ, C=10μF.

Αρχικά ο διακόπτης είναι ανοικτός και ο πυκνωτής φορτισμένος με τάση 12V.

Τη χρονική στιγμή t0=0 κλείνει ο διακόπτης.

α) Την χρονική στιγμή t0 που θα κλείσει ο διακόπτης, το ρεύμα του κυκλώματος Ιο= mA και η τάση στον πυκνωτή Vc= V.

β) Με το πέρασμα του χρόνου σταδιακά η τάση του πυκνωτή , το ρεύμα και η τάση στην αντίσταση .

γ) Ο πυκνωτής θα έχει εκφορτίστει στο 36,8% της αρχικής του τάσης μετά από χρόνο τ= msec.

δ) Ο πυκνωτής θα είναι πρακτικά πλήρως εκφορτισμένος μετά από χρόνο msec.

ε) Όταν ο πυκνωτής εκφορτίσει πλήρως, τότε η τάση στα άκρα του θα είναι V, το ρεύμα του κυκλώματος θα είναι Α και η τάση στην αντίσταση θα είναι V.

Enable JavaScript

Άσκηση

Ερώτηση

Ο συνολικός χρόνος φόρτισης ενός πυκνωτή σε ένα κύκλωμα RC:

Answers

εξαρτάται από την τάση V της πηγής

εξαρτάται από την αντίσταση R του κυκλώματος

εξαρτάται από το ρεύμα Ι του κυκλώματος

εξαρτάται από την χωρητικότητα C του πυκνωτή

είναι ανεξάρτητος από τα στοιχεία του κυκλώματος

Ανατροφοδότηση

Άσκηση

Ερώτηση 1

Όσο μεγαλύτερη είναι η σταθερά χρόνου, τόσο πιο αργή είναι η φόρτιση και η εκφόρτιση του πυκνωτή.

Ερώτηση 2

Ο χρόνος φόρτισης ή εκφόρτισης ενός πυκνωτή εξαρτάται από τον μέγιστο αριθμό ηλεκτρικών φορτίων που μπορεί να αποθηκεύσει στους οπλισμούς του ο πυκνωτής.

Ερώτηση 3

Κατά την φόρτιση ενός αφόρτιστου πυκνωτή, μέσα σε χρόνο ίσο με μια σταθερά χρόνου, ο αφόρτιστος πυκνωτής αποκτά στα άκρα του το 63,2% της τάσης της πηγής.

Ερώτηση 4

Κατά την εκφόρτιση ενός πλήρως φορτισμένου πυκνωτή, μέσα σε χρόνο ίσο με μια σταθερά χρόνου, ο πυκνωτής χάνει το 63,2% της τάσης που είχε στα άκρα του.

Ερώτηση 5

Αν σε ένα κύκλωμα εκφόρτισης ενός πυκνωτή, αντικαταστήσουμε την αντίσταση R με μια αντίσταση 2*R (διπλάσια ωμική τιμή), τότε ο χρόνος εκφόρτισης θα διπλασιαστεί.

(c) Αμπατζόγλου Ιωάννης, Ηλεκτρονικός Μηχανικός, καθηγητής ηλεκτρονικών ΠΕ1708