Hur fungerar en kondensator i en AC-krets?

Om strömförsörjningen är ansluten till motståndet, strömmen och spänningen i kretsen vid varje punkt i tidsdiagrammet är proportionella mot varandra. Detta innebär att kurvorna för strömmen och spänningen kommer att nå "peak" värden samtidigt. I det här fallet säger vi att ström och spänning är i fas.

Låt oss nu se hur det kommer att bete sig i kondensatorn AC-kretsen.

Om en variabel spänningskälla ansluten till kondensatorn, kommer det maximala värdet för spänningen över den att vara proportionell mot det maximala värdet hos strömmen som flyter i kretsen. Emellertid kommer topp våg sinusvågspänning inte avancera samtidigt som den maximala strömmen.

I det här exemplet momentanvärdet av strömmen når sitt högsta värde av en kvarts period (90 el.grad.) Innan den kommer att göra stress. I det här fallet säger vi att "den nuvarande leder spänningen med 90◦».

Till skillnad från situationen i en krets postoyanngo aktuellt värde på V / I är inte konstant. Emellertid, / I max värdet är förhållandet mellan Vmax mycket användbar i elektrisk kallade kapacitiva impedansen (Xc) hos komponenten. Eftersom detta värde fortfarande visar förhållandet av spänning till ström, dvs. i fysisk mening en motståndsmätande enhet är dess ohm. Värdet Xc kondensatorn beror på kapacitansen (C) och AC-frekvensen (f).

Eftersom anslutningen till kondensatorn AC appliceras rms spänning, såsom sker i det växelströmskrets, som är begränsad till en kondensator. Denna begränsning beror på reaktansen hos kondensatorn.

Därför är värdet av strömmen i en krets som inte innehåller några andra komponenter med undantag för kondensatorn bestäms av Ohms lag alternativ version

Jag _RMS = U _RMS / X _C

Där U _RMS - root mean square (RMS) spänning. Notera att X ersätts _med värdet på R i den version av Ohms lag för DC.

Nu ser vi att kondensatorn i AC-kretsen uppför sig inte som ett fast motstånd, och situationen är därför mer komplicerat. I syfte att bättre förstå de processer som sker i en sådan krets, är det användbart att införa begreppet vektorn.

Den grundläggande idén av vektorn - denna representation att den komplexa värdet av en tidsvarierande signal kan representeras som produkten av ett komplext tal (som är oberoende av tid) och av en komplex signal, som är en funktion av tiden.

Till exempel kan vi representerar funktionen A cos (2πνt + θ) precis som en komplex konstant A ∙ e ^jΘ.

Eftersom vektorerna som representeras av den kvantitet (eller modul) och vinkel, då de är representerade grafiskt av pilen (vektor eller) som roterar i ett XY-plan.

Med tanke på att spänningen över kondensatorn "eftersläpande" med avseende på strömmen som representerar deras hörn är anordnade i ett komplext plan, såsom visas i figuren ovan. I denna figur, är spännings- och strömvektorerna roteras i den motsatta riktningen medurs.

I detta exempel, den nuvarande på kondensatorn på grund av dess periodiska överladdning. Som kondensatorn växelströmskrets har förmågan att lagra och återställs periodiskt en elektrisk laddning, mellan den och strömkällan är en konstant utbyte av energi, som är i elektrisk kallas reaktiva.