Как се държи кондензаторът в електрическата верига?

Ако Захранване с променливо напрежение свързани с резистор, тогава токът и напрежението във веригата във всяка точка на времевата диаграма ще бъдат пропорционални един на друг. Това означава, че кривите на тока и напрежението ще достигнат едновременно "peak" стойност. В същото време казваме, че токът и напрежението са във фаза.

Нека сега разгледаме как кондензаторът се държи по веригата на променлив ток.

Ако кондензаторът е свързан към източника на променливо напрежение, максималната стойност на напрежението върху него ще бъде пропорционална на максималната стойност на тока, протичащ във веригата. Въпреки това, вълна връх на синусоида на напрежение няма да атакува по същото време, както на максималния ток.

В този пример моментният ток достига максималната си стойност за период от три четвърти (например 90) по-рано от напрежението. В този случай те казват, че "токът е пред напрежението с 90 °."

За разлика от ситуацията в DC токовата схема, стойността V / I тук не е постоянна. Независимо от това, съотношението V макс / I макс е много полезно количество и в електротехниката се нарича капацитивно съпротивление (Xc) на компонента. Тъй като тази стойност все още отразява съотношението напрежение към ток, т.е. във физическия смисъл е съпротивлението, неговата единица за измерване е Om. Стойността Xc на кондензатора зависи от неговия капацитет (C) и от честотата на променливия ток (f).

Тъй като на кондензатора в схемата на променливотоковата верига се прилага стойност на RMS напрежение, същият променлив ток протича в тази верига, която е ограничена от кондензатора. Това ограничение се дължи на реактивна съпротива кондензатор.

Следователно, токът в схемата, който не съдържа други компоненти освен кондензатора, се определя от алтернативна версия на Закона на Ом

аз_RMS = U_RMS / X_C

Където U_RMS - коренна средна квадратна (ефективна) стойност на напрежението. Имайте предвид, че X_с заменя стойността на R в редакцията на закона на Ом за постоянен ток.

Сега виждаме, че кондензаторът в електрическата верига се държи съвсем различно от постоянния резистор, и ситуацията тук, съответно, е по-сложна. За да се разберат по-добре процесите, протичащи в такава верига, е полезно да се въведе такава концепция като вектор.

Основната идея на вектора е идеята, че сложната стойност на сигнала, променящ времето, може да бъде представена като продукт сложен номер (което не зависи от времето) и някакъв сложен сигнал, който е функция от времето.

Например, можем да представим функцията A cos (2pi-nu-t + theta-) просто като сложна константа A ∙ e^jTheta- .

Тъй като векторите са представени с магнитуд (или модул) и ъгъл, те се представят графично чрез стрелка (или вектор), въртяща се в равнината XY.

Като се има предвид, че напрежението на кондензатора "изостава" по отношение на тока, векторите, представляващи техните вектори, се намират в сложната равнина, както е показано на фигурата по-горе. На тази фигура текущите и напрежените вектори се въртят в посока, противоположна на посоката на часовниковата стрелка.

В нашия пример токът на кондензатора се дължи на периодичното му зареждане. Тъй като кондензаторът в електрическата верига има способността периодично да натрупва и разрежда електрически заряд, има постоянен обмен на енергия между него и източника на енергия, който в електротехниката се нарича реактивен.