Jak kondensator w obwodzie prądu zmiennego?

Jeśli zasilacz sieciowy jest podłączony do rezystora, prąd i napięcie w obwodzie w dowolnym punkcie na wykresie czasowym są proporcjonalne do siebie. Oznacza to, że krzywe prądu i napięcia osiągnie wartości „szczytowe” jednocześnie. W tym przypadku mówimy, że prąd i napięcie są w fazie.

Rozważmy teraz, jak będzie zachowywać się w kondensatorze obwodu elektrycznego.

Jeśli źródło napięcia zmiennego podłączony do kondensatora, maksymalna wartość napięcia na nim będzie proporcjonalna do maksymalnej wartości prądu płynącego w obwodzie. Jednak szczyt fali napięcia sinusoida nie zakwalifikuje się w tym samym czasie, co maksymalny prąd.

W tym przykładzie, chwilowa wartość prądu osiągnie maksymalną wartość przez okres czwarta (90 el.grad.), Zanim uczyni to stres. W tym przypadku mówimy, że „obecne napięcie prowadzi przez 90◦».

W przeciwieństwie do sytuacji w obwodzie postoyanngo bieżącą wartość V / I nie jest stała. Jednakże, stosunek V max / l to wartość maksymalna jest bardzo użyteczny w elektryczny zwany pojemnościowy impedancji (Xc) składnika. Ponieważ wartość ta nadal pokazuje stosunek napięcia do prądu, to znaczy, w sensie fizycznym jednostka pomiaru rezystancji jest jego omów. Kondensator wartość Xc zależy od pojemności (C) i częstotliwości prądu zmiennego (f).

Od połączenia kondensatora AC przyłożonego napięcia rms, takie jak występuje w obwodzie prądu zmiennego, który jest ograniczony do kondensatora. Ograniczenie to wynika z reaktancji kondensatora.

W związku z tym, wartość prądu w obwodzie zawierającym żadnych innych składników z wyjątkiem kondensatora jest określona przez Prawo Ohma wersji alternatywnej

I _RMS = U _RMS / _Xc

Gdzie U _RMS – średnia kwadratowa (RMS) napięcia. Zauważ, że X jest _zastąpiony wartości R w wersji Prawo Ohma dla prądu stałego.

Teraz widzimy, że kondensator w obwodzie prądu zmiennego nie zachowuje się jako stały rezystor, a sytuacja jest bardziej skomplikowana. W celu lepszego zrozumienia procesów zachodzących w takim układzie, warto wprowadzić pojęcie wektora.

Podstawową ideą wektora – reprezentacja że wartość zespoloną sygnału zmiennego w czasie może być przedstawiony jako iloczyn liczby zespolonej (który jest niezależny od czasu) i złożonego sygnału, który jest funkcją czasu.

Na przykład, może to reprezentować funkcja cos A (2πνt + θ) jak kompleks Stała A ∙ e ^jΘ.

Ponieważ wektory reprezentowane przez ilość (lub moduł) oraz kąt, wówczas są przedstawione graficznie za pomocą strzałki wektora (lub) obracający się w płaszczyźnie XY.

Biorąc pod uwagę, że napięcie na kondensatorze „otuliny” w odniesieniu do prądu stanowiących ich wierzchołki są ułożone w płaszczyźnie zespolonej, jak przedstawiono na rysunku powyżej. Na tym rysunku, napięcia i prądu wektory są obracane w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara.

W tym przykładzie, obecny na kondensatorze ze względu na jego okresowych przeładowaniem. Jak kondensator obwodu AC posiada zdolność do przechowywania i okresowo ażeby ładunek elektryczny, pomiędzy nim a źródłem zasilania jest stała wymiana energii, która jest w elektryczny zwany reaktywny.