Як поводиться конденсатор в колі змінного струму?
Якщо джерело живлення змінного струму підключений до резистори, то струм і напруга в ланцюзі в будь-якій точці тимчасової діаграми будуть пропорційні один одному. Це означає, що криві струму і напруги будуть досягати "пікового" значення одночасно. При цьому ми говоримо, що струм і напруга знаходяться у фазі.
Розглянемо тепер, як буде себе вести конденсатор в ланцюзі змінного струму.
Якщо до джерела змінної напруги підключений конденсатор, максимальне значення напруги на ньому буде пропорційно максимальному значенню струму, що протікає в ланцюзі. Однак пік хвилі синусоїди напруга не буде наступати в той же самий час, що і максимум струму.
У цьому прикладі миттєве значення струму досягає свого максимального значення на чверть періоду (90 ел.град.) Раніше, ніж це зробить напругу. У такому випадку говорять, що «ток випереджає напругу на 90?».
На відміну від від ситуації в ланцюзі постояннго струму, значення V / I тут не є постійним. Тим не менш, ставлення V max / I max є вельми корисною величиною і в електротехніці називається ємнісним опором (Хс) компонента. Оскільки ця величина як і раніше відображає відношення напруги до струму, тобто у фізичному сенсі є опором, її одиницею виміру є Ом. Значення Хс конденсатора залежить від його ємності (С) і частоти змінного струму (f).
Так як на конденсатор в колі змінного струму подається середньоквадратичне значення напруги, у цьому ланцюзі протікає такий же змінний струм, який обмежується конденсатором. Це обмеження обумовлено реактивним опором конденсатора.
Тому значення струму в ланцюзі, що не містить ніяких інших компонентів, крім конденсатора, визначається альтернативною версією Закону Ома
IRMS = URMS / XC
Де URMS - среднеквадратическое (діюча) значення напруги. Зверніть увагу, що Xз замінює величину R у версії закону Ома для постійного струму.
Тепер ми бачимо, що конденсатор в колі змінного струму поводиться зовсім не так, як постійний резистор, і ситуація тут, відповідно, йде складніше. Для того щоб краще зрозуміти процеси, що відбуваються в такому колі, корисно ввести таке поняття, як вектор.
Основна ідея вектора - це уявлення про те, що комплексне значення змінюється в часі сигналу може бути представлено ?? як добуток комплексного числа (Яке не залежить від часу) і якогось комплексного сигналу, що є функцією часу.
Наприклад, ми можемо уявити функцію A cos (2pi-nu-t + theta-) просто як складну постійну A • ejTheta- .
Так як вектори представлені величиною (або модулем) і кутом, то графічно вони представляються стрілкою (або вектором), що обертається в площині XY.
З урахуванням того, що напруга на конденсаторі «запізнюється» по відношенню до струму, що представляють їх вектори розташовані в комплексній площині так, як показано на малюнку вище. На цьому малюнку вектори струму і напруги обертаються в напрямку, протилежному руху годинникової стрілки.
У нашому прикладі ток на конденсаторі обумовлений його періодичним перезарядом. Оскільки конденсатор в колі змінного струму має здатність періодично накопичувати і скидати електричний заряд, між ним і джерелом живлення відбувається постійний обмін енергією, яка в електротехніці називається реактивною.
Активний опір в колі змінного струму Електричний ланцюг передбачає наявність у своєму складі цілого ряду різних компонентів. Конденсатори й елементи індуктивності включаються в ланцюг для отримання найрізноманітнішого ефекту. Активний опір при цьому присутній у вигляді окремих…
Напруга струму - важливе поняття електротехніки Електрика - найбільш використовуваний людиною вид енергії. Без перебільшення можна сказати, що визначення електричного струму як упорядкованого руху електронів добре відомо ще зі шкільного підручника фізики. Але от що таке напруга струму і яким…
Реактивний опір - що це? Людина вже давно застосовує для своїх потреб електричну, хімічну, атомну енергію. Для технічного опису будь-який з них є набір понять, що дозволяють характеризувати їх суть. Наприклад, такі ознаки, як потужність, напруженість, щільність та ін.,…
Постійний струм в житті людини Термін «постійний струм» має кілька видів визначень, і кожне з них заслуговує на особливу увагу. Найчастіше даним поняттям називають електричний струм, що має незмінні від часу властивості, напрями і параметри. Існування постійного струму можливо…
Фазна напруга Давно і міцно увійшла в наше життя термінологія електротехніки часів перших дослідів з електрикою. Але зараз якось навіть в глухий кут стаєш, думаючи про часи, коли, як кажуть, «нічого не було». Жодна людина не зміг би просвітити, наприклад, про те,…
Опір конденсатора Конденсатор є одним з найбільш поширених елементів електронних схем. Типи конденсаторів, деякі їхні параметри, такі, як опір конденсатора, розглянуті в цій статті.Можна сказати, що два металеві електроди, розділених шаром повітря, і є конденсатор.…
Однополуперіодний випрямляч, принцип його роботи і схема Харчування електронних схем самого різного призначення потребує джерела постійної напруги. У звичайної побутової мережі струм змінний, його частота в більшості випадків 50 Гц. Форма графіка зміни величини напруги являє собою синусоїду з періодом в…
Джерела живлення змінного струму. Постійний і змінний струм Будь-яка людина, що вибрала роботу з електротехнікою своєю професією, повинен дуже добре розбиратися в тому, які бувають джерела електроживлення, які їхні особливості і відмінності. Насправді нічого складного немає, що ми і покажемо в цій…
Генератор змінного струму для домашньої лабораторії Сфера застосування генераторів в промисловості, електроніці та побуті величезна. Звичайну лампочку розжарювання і всі побутові прилади в квартирі живить генератор змінного струму, розташований на електростанції. Він видає напругу промислової частоти…
Магнітний підсилювач - принцип дії та сфери застосування Магнітний підсилювач - це такий статичний електричний апарат, який призначений для управління значенням величини змінного струму за допомогою постійного. Принцип дії такого приладу заснований на нелінійних характеристиках намагніченого…
Випрямний діод - опис, параметри і характеристики Випрямний діод - це електронний пристрій, призначений для перетворення струму змінного в ток постійний. Це такий двухелектродний прилад, у якого є тільки одностороння (униполярная) електрична провідність. Випрямний діод з напівпровідникових…
Цифровий вольтметр в лабораторії радіоаматора Останнім часом на ринку вимірювальних приладів багато чого змінилося в кращу сторону. У продажу з'явилися компактні цифрові мультиметри, призначені для вимірювання струму, напруги, опору, які працюють у досить широкому діапазоні. Багато хто з них…
Джерело струму: ідеальний і реальний Джерело струму (ІТ) можна розглядати як електронний пристрій, який подає в зовнішню схему електричний струм, що не залежить від напруги на елементах схеми і на ньому самому.Відмітною властивістю ІТ є його велика (нескінченно велике в ідеалі)…