Paano kumikilos ang capacitor sa isang AC circuit?

Paano kumikilos ang capacitor sa isang AC circuit?
Paano kumikilos ang capacitor sa isang AC circuit?
Anonim

Kung ang isang AC power supply ay konektado sa isang resistor, ang kasalukuyang at boltahe sa circuit sa anumang punto sa timing diagram ay magiging proporsyonal sa isa't isa. Nangangahulugan ito na ang kasalukuyang at boltahe na mga curve ay aabot sa "peak" na halaga nang sabay. Sa paggawa nito, sinasabi namin na ang kasalukuyang at boltahe ay nasa phase.

Ngayon isaalang-alang kung paano kikilos ang isang capacitor sa isang AC circuit.

AC kapasitor
AC kapasitor

Kung ang isang capacitor ay nakakonekta sa isang AC voltage source, ang maximum na boltahe sa kabuuan nito ay magiging proporsyonal sa maximum na kasalukuyang dumadaloy sa circuit. Gayunpaman, ang peak ng boltahe na sine wave ay hindi mangyayari kasabay ng peak ng kasalukuyang.

Sa halimbawang ito, ang agarang halaga ng kasalukuyang ay umabot sa pinakamataas na halaga nito sa isang-kapat ng isang yugto (90 el.deg.) Bago ang boltahe. Sa kasong ito, sinasabi nila na "ang kasalukuyang humahantong sa boltahe ng 90◦".

Hindi tulad ng sitwasyon sa DC circuit, ang halaga ng V/I dito ay hindi pare-pareho. Gayunpaman, ang ratio na V max / I max ay isang napaka-kapaki-pakinabang na halaga at tinatawag na capacitance sa electrical engineering.(Xc) bahagi. Dahil ang halagang ito ay kumakatawan pa rin sa ratio ng boltahe sa kasalukuyang, i.e. sa pisikal na kahulugan ito ay paglaban, ang yunit ng sukat nito ay ang ohm. Ang halaga ng Xc ng isang capacitor ay depende sa capacitance nito (C) at AC frequency (f).

Dahil ang rms na boltahe ay inilalapat sa capacitor sa isang AC circuit, ang parehong AC current ay dumadaloy sa circuit na iyon, na nililimitahan ng capacitor. Ang limitasyong ito ay dahil sa reactance ng capacitor.

kasalukuyang kapasitor
kasalukuyang kapasitor

Samakatuwid, ang halaga ng kasalukuyang sa isang circuit na naglalaman ng walang mga bahagi maliban sa isang capacitor ay tinutukoy ng alternatibong bersyon ng Ohm's Law

IRMS=URMS / XC

Kung saan ang URMS ay ang rms (rms) na halaga ng boltahe. Tandaan na pinapalitan ng Xc ang R sa bersyon ng DC ng Ohm's Law.

Ngayon ay nakikita natin na ang isang kapasitor sa isang AC circuit ay kumikilos na ibang-iba mula sa isang nakapirming risistor, at ang sitwasyon dito ay katumbas na mas kumplikado. Upang mas maunawaan ang mga prosesong nagaganap sa naturang chain, kapaki-pakinabang na ipakilala ang naturang konsepto bilang isang vector.

nakapirming risistor
nakapirming risistor

Ang pangunahing ideya ng isang vector ay ang paniwala na ang kumplikadong halaga ng isang signal na nag-iiba-iba ng oras ay maaaring katawanin bilang produkto ng isang kumplikadong numero (na hindi nakasalalay sa oras) at ilang kumplikadong signal na isang function ng oras.

Halimbawa, maaari nating katawanin ang function na Acos(2πνt + θ) bilang isang kumplikadong pare-parehong A∙ejΘ.

Dahil ang mga vector ay kinakatawan ng magnitude (o modulus) at anggulo, ang mga ito ay graphic na kinakatawan ng isang arrow (o vector) na umiikot sa XY plane.

Dahil ang boltahe sa capacitor ay "lag" na may kaugnayan sa kasalukuyang, ang mga vector na kumakatawan sa mga ito ay matatagpuan sa kumplikadong eroplano tulad ng ipinapakita sa figure sa itaas. Sa figure na ito, ang kasalukuyang at boltahe na vector ay umiikot sa kabaligtaran ng direksyon ng clockwise.

Sa aming halimbawa, ang kasalukuyang nasa kapasitor ay dahil sa pana-panahong pag-recharge nito. Dahil ang capacitor sa AC circuit ay may kakayahan na pana-panahong mag-ipon at mag-discharge ng isang electric charge, mayroong patuloy na pagpapalitan ng enerhiya sa pagitan nito at ng power source, na sa electrical engineering ay tinatawag na reactive.

Inirerekumendang: