Kako se kondenzator obnaša v AC vezju?

Če je vir napajanja izmeničnega toka priključen na upor, sta tok in napetost v vezju na kateri koli točki časovnega diagrama sorazmerna drugemu. To pomeni, da krivulje toka in napetosti hkrati dosežejo vrednost "vrha". Obenem rečemo, da sta tok in napetost v fazi.

Zdaj pa razmislimo, kako se kondenzator obnaša v AC vezju.

Če je kondenzator priključen na napetostni vir napetosti, bo največja vrednost napetosti na njej sorazmerna z največjo vrednostjo toka, ki teče v tokokrogu. Vendar pa bo valovit vrh napetosti sinusoid ne bo napadel hkrati z maksimalnim tokom.

V tem primeru trenutni tok doseže svojo največjo vrednost za četrtletno obdobje (90 e G.) prej kot napetost. V tem primeru pravijo, da je "tok pred napetostjo za 90 °."

Za razliko od stanja v tokovnem krogu z enosmernim tokokrogom, vrednost V / I tukaj ni konstantna. Kljub temu je razmerje V max / I max zelo uporabna vrednost, v elektrotehniki pa se imenuje kapacitivni upor (Xc) komponente. Ker ta vrednost še vedno odraža razmerje med napetostjo in tokom, tj. V fizičnem smislu je upor, njegova merska enota je Om. Vrednost Xc kondenzatorja je odvisna od kapacitivnosti (C) in frekvence izmeničnega toka (f).

Ker je na kondenzator v AC tokokrogu uporabljena vrednost napetosti RMS, v tem tokokrogu teče isti enosmerni tok, ki je omejen s kondenzatorjem. Ta omejitev je posledica reaktivnosti kondenzatorja.

Zato tok v tokokrogu, ki ne vsebuje nobenih drugih sestavnih delov, razen kondenzatorja, določa alternativna verzija Ohmovega zakona

I _RMS = U _RMS / X _C

Kjer je U _RMS srednja kvadratna (efektivna) vrednost napetosti. Upoštevajte, da Xc zamenja vrednost R v Ohmovem zakonu za DC.

Zdaj vidimo, da se kondenzator v AC vezju obnaša precej drugače od konstantnega upora, zato je položaj v tem primeru bolj zapleten. Da bi bolje razumeli procese, ki potekajo v takšni verigi, je koristno uvesti tak koncept kot vektor.

Osnovna ideja vektorja je pojem, da se kompleksna vrednost časovno spremenljivega signala lahko predstavlja kot produkt kompleksnega števila (ki ni odvisen od časa) in nekega kompleksnega signala, ki je funkcija časa.

Na primer, funkcijo A cos (2πνt + θ) lahko predstavljamo preprosto kot kompleksno konstanto A ∙ e ^jΘ .

Ker so vektorji predstavljeni z velikostjo (ali modulom) in kotom, jih grafično predstavljata puščica (ali vektor), ki se vrti v ravnini XY.

Upoštevajoč dejstvo, da napetost na kondenzatorju "zaostaja" glede na tok, so vektorji, ki predstavljajo svoje vektorje, v kompleksni ravnini, kot je prikazano na zgornji sliki. Na tej sliki se tokovi in napetostni vektorji vrtijo v smeri, nasprotni smeri urinega kazalca.

V našem primeru je tok na kondenzatorju posledica rednega ponovnega polnjenja. Ker je kondenzator v AC vezju zmožen redno akumulirati in prazniti električni naboj, obstaja stalna izmenjava energije med njo in vira energije, ki se v elektrotehniki imenuje reaktivno.