Jak se má kondenzátor chovat v obvodu střídavého proudu?

Je-li připojen zdroj střídavého prouduna odpor, potom proud a napětí v obvodu v kterémkoli bodě časového diagramu budou navzájem úměrné. To znamená, že proudové a napěťové křivky dosáhnou současně hodnoty "vrcholu". Současně říkáme, že proud a napětí jsou ve fázi.

Zvažme, jak se kondenzátor chová v obvodu střídavého proudu.

Pokud je připojen zdroj střídavého napětíkondenzátor, maximální hodnota napětí na něm bude úměrná maximální hodnotě proudu, který proudí v obvodu. Vrchol vlny napěťového sinusoidu však neovlivní současně s maximálním proudem.

V tomto příkladu dosahuje okamžitý proudjeho maximální hodnota za čtvrtinu období (90 el.grad.) dřív, než to vytvoří napětí. V tomto případě se říká, že "proud je před napětím o 90 °."

Na rozdíl od situace v proudovém obvodu stejnosměrného proudu,Hodnota V / I zde není konstantní. Nicméně poměr V max / I max je velmi užitečná hodnota a v elektrotechnice se nazývá kapacitní odpor (Xc) komponenty. Protože tato hodnota stále odráží poměr napětí k proudu, tj. ve fyzickém smyslu je odpor, jeho měrnou jednotkou je Om. Hodnota Xc kondenzátoru závisí na jeho kapacitě (C) a frekvenci střídavého proudu (f).

Od kondenzátoru v obvodu střídavého proudupoužije se kořenová střední hodnota napětí v tomto obvodu stejný proud střídavého proudu, který je omezen kondenzátorem. Toto omezení je způsobeno reaktancí kondenzátoru.

Z tohoto důvodu je hodnota proudu v obvodu, který obsahuje žádné jiné složky kromě kondenzátoru je dána zákonem alternativní verzi Ohmův

I_RMS = U_RMS / X_C

Kde U_RMS - hodnota proudu napětí. Všimněte si, že X_s nahrazuje hodnotu R ve verzi Ohmova zákona pro stejnosměrný proud.

Nyní vidíme, že kondenzátor v okruhuAC se chová zcela odlišně než konstantní rezistor a situace zde je tedy komplikovanější. Pro lepší pochopení procesů, které se vyskytují v takovém řetězci, je užitečné zavést takový koncept jako vektor.

Hlavní myšlenkou vektoru je myšlenka,že komplexní hodnota časově měnícího se signálu může být reprezentována jako produkt komplexního čísla (který nezávisí na čase) a nějakého komplexního signálu, který je funkcí času.

Například můžeme reprezentovat funkci A cos (2vt + θ) prostě jako komplexní konstantu A · e^jΘ .

Vzhledem k tomu, že vektory jsou reprezentovány velikostí (nebo modulus) a úhlem, jsou graficky znázorněny šipkou (nebo vektorem), která se otáčí v rovině XY.

Vzhledem k tomu, že napětí na kondenzátoru"Lags" ve vztahu k proudu, představující jejich vektory se nacházejí v komplexní rovině, jak je znázorněno na obrázku výše. Na tomto obrázku se proudové a napěťové vektory otáčejí proti směru hodinových ručiček.

V našem příkladu je proud na kondenzátoru způsobenjeho pravidelné nabíjení. Vzhledem k tomu, kondenzátor AC obvod má schopnost ukládat a pravidelně resetovat elektrický náboj, mezi ním a zdrojem energie je konstantní výměnu energie, která je v elektrické nazývá reaktivní.