Kezdőlap


Feladat:	4285. fizika feladat	Korcsoport: 16-17	Nehézségi fok: könnyű
Megoldó(k):	Nagy Lajos
Füzet:	2011/február, 113 - 114. oldal		PDF \| MathML
Témakör(ök):	Feladat, Egyéb elektrotechnika
Hivatkozás(ok):	Feladatok: 2010/november: 4285. fizika feladat

A szöveg csak Firefox böngészőben jelenik meg helyesen. Használja a fenti PDF file-ra mutató link-et a letöltésre.

Megoldás. A kondenzátorban tárolt energiát a kondenzátor kapacitásából és feszültségéből számíthatjuk ki:

\begin{matrix} E = \frac{1}{2} C U^{2} . \end{matrix}

A tároló kondenzátort a vaku áramköre

U_{1} = 350 V

üzemi feszültségre tölti fel, majd a kisülési csőbe juttatja a kondenzátor energiáját, de csak

U_{2} = 50 V

-ig, ekkor az energiaátadás megszakad. Így a kondenzátorban tárolt energia:

\begin{matrix} E_{1} = \frac{1}{2} C U_{1}^{2}, \end{matrix}

a kondenzátorban visszamaradó energia:

\begin{matrix} E_{2} = \frac{1}{2} C U_{2}^{2} . \end{matrix}

A felhasználható energia és a kondenzátorban tárolt energia aránya

\begin{matrix} η = \frac{E_{1} - E_{2}}{E_{1}} = \frac{U_{1} - U_{2}}{U_{1}} = 1 - (\frac{1}{7}) = \frac{48}{49} \approx 0, 98 = 98 % . \end{matrix}

Megjegyzés. Az energiafelhasználás hatásfoka nem függ a kondenzátor kapacitásától, hanem csak a feszültségek aránya határozza meg. A kondenzátorban visszamaradó elektromos energia nem vész el, a következő villantásnál (legalább részben) hasznosítható.
A vaku által fény formájában leadott energia természetesen nem egyenlő a felhasznált elektromos energiával, annak csupán töredéke. A vaku fényleadási hatásfoka tehát a számított 98 százaléknál lényegesen kisebb.