Miten kondensaattori käyttäytyy AC-piiriin?

Jos verkkovirta on kytkettyvastukseen, virtapiirin virta ja jännite missä tahansa aikakaaviossa ovat verrannollisia toisiinsa. Tämä tarkoittaa, että virta- ja jännitekäyrät saavuttavat samanaikaisesti "huippu" -arvon. Samalla sanomme, että virta ja jännite ovat vaiheessa.

Katsokaamme nyt, kuinka kondensaattori käyttäytyy AC-piiriin.

Jos verkkovirtalähde on kytkettykondensaattori, sen jännitteen suurin arvo on verrannollinen piirin virtaavan virran maksimiarvoon. Jännitteen sinimuotoisen aallonpiikki ei kuitenkaan hyökkää samaan aikaan kuin maksimivirta.

Tässä esimerkissä hetkellinen virta saavuttaasen enimmäisarvo neljännestä ajanjaksosta (90 el.grad.) aiemmin kuin jännite. Tässä tapauksessa he sanovat, että "virta on jännitteen yläpuolella 90 °."

Toisin kuin tilanne dc virtapiirissä,V / I: n arvo ei ole vakio tässä. Kuitenkin, suhde V max / I max-arvo on erittäin hyödyllinen Sähkö- kutsutaan kapasitiivinen impedanssi (Xc) komponentin. Koska tämä arvo heijastaa edelleen jännitteen ja virran välistä suhdetta, ts. fyysisessä mielessä vastus, sen mittayksikkö on Om. Kondensaattorin arvo Xc riippuu sen kapasitanssista (C) ja vaihtovirran taajuudesta (f).

Koska kondensaattori vaihtovirta piirijännitteen juuren keskiarvo-neliöarvo syötetään, tässä piirissä sama vaihtovirta virtaa, jota kondensaattori rajoittaa. Tämä rajoitus johtuu kondensaattorin reaktanssista.

Siksi piirin virta, joka ei sisällä muita komponentteja kuin kondensaattoria, määräytyy Ohmin lain vaihtoehtoisella versiolla

minä_RMS = U_RMS / X_C

Missä U_RMS - rms jännitearvo. Huomaa, että X_kanssa korvaa R: n arvon Ohmin lain mukaisessa suorassa virrassa.

Nyt näemme, että kondensaattori piiriAC käyttäytyy täysin eri tavoin kuin vakio vastus, ja täten tässä tilanteessa on monimutkaisempi. Jotta voitaisiin ymmärtää paremmin tällaisessa ketjussa esiintyvät prosessit, on hyödyllistä ottaa käyttöön tällainen käsite vektorina.

Vektorin pääidea on ajatus siitä,että aikamuuttujan signaalin monimutkainen arvo voidaan esittää monimutkaisen numeron tuotteena (joka ei riipu ajasta) ja jonkin monimutkaisen signaalin, joka on ajan funktio.

Esimerkiksi voimme edustaa funktiota A cos (2πνt + θ) yksinkertaisesti kompleksisena vakiona A ∙ e^jΘ .

Koska vektorit on esitetty suuruusluokalla (tai moduulilla) ja kulmalla, ne esitetään graafisesti nuolella (tai vektorilla), joka pyörii XY-tasossa.

Ottaen huomioon kondensaattorin jännite"Viiveet" suhteessa virtaan, jotka edustavat niiden vektoreita, sijaitsevat monimutkaisella tasolla, kuten yllä olevassa kuvassa on esitetty. Tässä kuvassa virta- ja jännitevektorit pyörivät vastakkaiseen suuntaan myötäpäivään.

Esimerkissämme kondensaattorin virta johtuusen määräaikaistarkastus. Koska AC-piirin kondensaattorilla on kyky jakaantua ja purkaa jaksottaisesti sähkövaraus, sen ja virtalähteen välillä on jatkuvasti energiaa, jota sähkötekniikassa kutsutaan reaktiiviseksi.