Unsa ang Isa ka Puro nga Kapasitor Circuit?

Puro nga Capacitor Circuit

Ang circuit nga gisangpot lang og puro nga capacitor nga may kapasidad C (gimasuon sa farads) gitawag og Puro nga Capacitor Circuit. Ang mga capacitor nag-store og elektrisidad sa electric field, nga isip karakteristik gitawag og kapasidad (usa ka oras gigamit ang termino nga "condenser"). Sa struktura, ang capacitor adunay duha ka conductive plates nga gisuloban ngadto sa dielectric medium—ang kasagaran nga dielectric materials mao ang glass, paper, mica, ug oxide layers. Sa ideal nga AC capacitor circuit, ang current naa sa lead sa voltage sa phase angle nga 90 degrees.

Kon maghatag og voltage sa capacitor, ma-establish ang electric field sa pagitan sa iyang plates, apan walay current nga molakip sa dielectric. Kon may fluctuating AC voltage source, continuous ang pag-flow sa current tungod sa cyclic charging ug discharging processes sa capacitor.

Explanation and Derivation of Capacitor Circuit

Ang capacitor adunay duha ka insulated plates nga gisuloban ngadto sa dielectric medium, nga nagserbiyis bilang energy storage device alang sa electrical charge. Iya mosugyot kon giconnect sa power source ug mosuga kon gidisconnect. Kon gilink sa DC supply, iya mogarga sa voltage nga equal sa applied potential, exemplifying iyang papel isip passive electrical component nga nagsusultihon sa mga pagbag-o sa voltage.

Paghatag sa alternating voltage sa circuit gihatagan sa equation:

Ang charge sa capacitor sa anumang instant of time gihatagan as:

Ang current nga molakip sa circuit gihatagan sa equation:

Pagbutang sa value sa q gikan sa equation (2) sa equation (3) kita makakuha

Ngayon, pagbutang sa value sa v gikan sa equation (1) sa equation (3) kita makakuha

Kung diin Xc = 1/ωC nagpakita sa opposition sa alternating current flow sa puro nga capacitor, giisip og capacitive reactance. Ang current nakarating sa iyang maximum value kon sin(ωt + π/2) = 1. Busa, ang maximum current I_m gihatagan as:

Pagsubstitute sa value sa I_m sa equation (4) kita makakuha:

Phasor Diagram and Power Curve

Sa puro nga capacitor circuit, ang current sa capacitor naa sa lead sa voltage sa 90-degree phase angle. Ang phasor diagram ug waveforms para sa voltage, current, ug power gipakita sa ubos:

Sa waveform sa ubos, ang red curve represent sa current, ang blue curve denote sa voltage, ug ang pink curve indicate sa power. Kon mag-increase ang voltage, ang capacitor mocharge sa iyang maximum value, forming ang positive half-cycle; kon mag-decrease ang voltage, ang capacitor modischarge, creating ang negative half-cycle. Ang careful examination sa curve nagpakita nga kon mag-reach ang voltage sa iyang peak, ang current mopadayon sa zero, meaning wala'y current nga molakip sa matag instant. Kon mag-decrease ang voltage sa π ug mobalhin sa negative, ang current mopikas, triggering ang capacitor modischarge—and this charging-discharging cycle continues.

Walay voltage ug current nga mag-reach sa ilang maxima sa parehas nga panahon tungod sa ilang 90° phase difference, giisip sa phasor diagram diin ang current (Im) naa sa lead sa voltage (Vm) sa π/2. Ang instantaneous power sa puro nga capacitor circuit gidefine sa p = vi.

Busa, makapangita sa above equation nga ang average power sa capacitive circuit zero. Ang average power sa half-cycle zero tungod sa symmetry sa waveform, diin ang positive ug negative loop areas sama.

Sa unang quarter-cycle, ang power gihatag sa source na-store sa electric field na-establish sa pagitan sa capacitor plates. Sa sunod nga quarter-cycle, kon mag-dissipate ang electric field, ang na-store nga energy imo-return sa source. Kini nga cyclic process sa energy storage ug return nag-occur continuously, resulta sa wala'y net power consumption sa capacitor circuit.