Bagaimanakah kapasitor berkelakuan dalam litar AC?

Bagaimanakah kapasitor berkelakuan dalam litar AC?
Bagaimanakah kapasitor berkelakuan dalam litar AC?
Anonim

Jika bekalan kuasa AC disambungkan kepada perintang, maka arus dan voltan dalam litar pada mana-mana titik dalam rajah pemasaan akan berkadar antara satu sama lain. Ini bermakna keluk arus dan voltan akan mencapai nilai "puncak" pada masa yang sama. Dengan berbuat demikian, kami mengatakan bahawa arus dan voltan berada dalam fasa.

Sekarang pertimbangkan bagaimana kapasitor akan bertindak dalam litar AC.

Kapasitor AC
Kapasitor AC

Jika kapasitor disambungkan kepada sumber voltan AC, voltan maksimum merentasinya akan berkadar dengan arus maksimum yang mengalir dalam litar. Walau bagaimanapun, puncak gelombang sinus voltan tidak akan berlaku pada masa yang sama dengan puncak arus.

Dalam contoh ini, nilai serta-merta arus mencapai nilai maksimum seperempat tempoh (90 el.deg.) Sebelum voltan berlaku. Dalam kes ini, mereka mengatakan bahawa "arus membawa voltan sebanyak 90◦".

Berbeza dengan situasi dalam litar DC, nilai V/I di sini tidak tetap. Namun begitu, nisbah V max / I max adalah nilai yang sangat berguna dan dipanggil kemuatan dalam kejuruteraan elektrik.(Xc) komponen. Oleh kerana nilai ini masih mewakili nisbah voltan kepada arus, i.e. dalam erti kata fizikal ia adalah rintangan, unit ukurannya ialah ohm. Nilai Xc kapasitor bergantung pada kemuatannya (C) dan frekuensi AC (f).

Oleh kerana voltan rms digunakan pada kapasitor dalam litar AC, arus AC yang sama mengalir dalam litar itu, yang dihadkan oleh kapasitor. Had ini disebabkan oleh tindak balas pemuat.

arus kapasitor
arus kapasitor

Oleh itu, nilai arus dalam litar yang tidak mengandungi komponen selain daripada pemuat ditentukan oleh versi alternatif Hukum Ohm

IRMS=URMS / XC

Di mana URMS ialah nilai voltan rms (rms). Ambil perhatian bahawa Xc menggantikan R dalam versi DC bagi Hukum Ohm.

Kini kita melihat bahawa kapasitor dalam litar AC berkelakuan sangat berbeza daripada perintang tetap, dan keadaan di sini juga lebih rumit. Untuk lebih memahami proses yang berlaku dalam rantaian sedemikian, adalah berguna untuk memperkenalkan konsep sedemikian sebagai vektor.

perintang tetap
perintang tetap

Idea asas vektor ialah tanggapan bahawa nilai kompleks isyarat perubahan masa boleh diwakili sebagai hasil darab nombor kompleks (yang bebas daripada masa) dan beberapa isyarat kompleks yang merupakan fungsi masa.

Sebagai contoh, kita boleh mewakili fungsi Acos(2πνt + θ) hanya sebagai pemalar kompleks A∙ejΘ.

Memandangkan vektor diwakili oleh magnitud (atau modulus) dan sudut, ia diwakili secara grafik oleh anak panah (atau vektor) yang berputar dalam satah XY.

Memandangkan voltan pada kapasitor adalah "lag" berhubung dengan arus, vektor yang mewakilinya terletak dalam satah kompleks seperti yang ditunjukkan dalam rajah di atas. Dalam rajah ini, vektor arus dan voltan berputar pada arah bertentangan dengan arah jam.

Dalam contoh kami, arus pada kapasitor adalah disebabkan oleh cas semula berkalanya. Memandangkan kapasitor dalam litar AC mempunyai keupayaan untuk mengumpul dan menyahcas cas elektrik secara berkala, terdapat pertukaran tenaga yang berterusan antaranya dan sumber kuasa, yang dalam kejuruteraan elektrik dipanggil reaktif.

Disyorkan: