Zer da kapasitzailea puroko zirkuitoa?

Kondentsirik purua dagoen zirkuitoa

Kondentsirik purua (Faren unitatean neurtzen den C kapazitatearekin) bakarreko zirkuitoari Kondentsirik purua dagoen zirkuito deritzo. Kondentsirik elektrikoa gorde egiten du elektrizitate-eremu baten barruan, hau da kapazitatea (edo "kondentsagailu" izenarekin ezaguna). Estrukturetan, kondentsiriak bi plakailetako konduktoreek osatzen dituzte, dielektriko batengatik bereizita – dielektriko arruntak dira kristaloa, paperak, mika eta oxi-layers. Zirkuito ideal batean, korrontea tensioaren aurretik 90 graduko angelu batekin doazela.

Tensiorik aplikatzean kondentsirian, elektrizitate-eremu bat sortzen da plakaileen artean, baina ez da korronte bat igaro dielektrikoaren zehar. Aldaketak dituen tensio iturri batekin, korronte jarraian igotzen da kondentsiriko kargatzeko eta deskargatzeko prozesu ziklikoen ondorioz.

Kondentsirik purua dagoen zirkuituaren azalpena eta eratorria

Kondentsiriak bi plakailetako isolatuak dira, dielektriko batengatik bereizita, elektrizitate-karga gordeko gaitasuneko tresna bat direla. Konexioa hartuta, energia gordeko du eta deskonexioa hartuta, deskargatuko da. DC iturriarekin konexioa hartuta, gordeko du aplikatutako potentziaren berdina, adierazten duela pasiboko elementu elektriko bat dela, tensio aldaketari erresistentzia ematen dioena.

Zirkuitura aplikatutako tensio alternoa ekuazio honen arabera emanda:

Une edozein daitekeen kondentsiriko karga ekuazio honen arabera emanda:

Zirkuituan igoten den korrontea ekuazio honen arabera emanda:

Ekuazio (2) -tik hartuta q-ren balioa ekuazio (3) -n ordezkatuz, ekuazio hau lortuko dugu

Orain, ekuazio (1) -tik hartuta v-ren balioa ekuazio (3) -n ordezkatuz, ekuazio hau lortuko dugu

Non Xc = 1/ωC aldirokor korrontearen aurrekuntza adierazten du, kapazitate reaktibo izenez ezaguna. Korrontea balio maximoa hartzen du sin(ωt + π/2) = 1 denean. Beraz, korronte maximoa I_m ekuazio honen arabera adierazten da:

I_m-ren balioa ekuazio (4) -n ordezkatuz, ekuazio hau lortuko dugu:

Phasor Diagram and Power Curve

Kondentsirik purua dagoen zirkuituan, kondentsiriko korrontea tensioaren aurretik 90 graduko angelu batekin doazela. Phasor diagrama eta tensio, korronte eta indarraren forma-hitzaldiak azpian agertzen dira:

Forma-hitzaldian, kurba gorria korrontea adierazten du, urdina tensioa eta argia indarra. Tensioa handitu ahala, kondentsiria maximoko baliora kargatzen da, erditik positibora joan arren; tensioa gutxitzen ahala, kondentsiria deskargatzen da, erditik negatibora joan arren. Kurba hau aztertuta ikus daiteke tensioa pikean hartzen duenean, korrontea zero geratzen dela, hau da, horrela ez da korronte bat igaro. Tensioa πra eta negatibora joan ahala, korrontea maximoko baliora heldu eta kondentsiria deskargatzen hasten da - eta kargatze-deskargatze ziklo hau jarraitzen da.

Tensioa eta korrontea ez dira inoiz geroztik balio maximoetara heltzen 90°ko angelu desfasatua dutelako, phasor diagraman ikusten den bezala, non korrontea (Im) tensioa (Vm) aurretik π/2. Kondentsirik purua dagoen zirkuitu honetan, instantaneo indarra p = vi ekuazio honen arabera definitzen da.

Beraz, goiko ekuazioko ikuspegin, kondentsiriko zirkuitu bateko bataz besteko indarra zero dela irudikatu dezakegu. Forma-hitzaldiaren simetria dela eta, positiboko eta negatiboko area berdinak direnez, erditik bataz besteko indarra zero da.

Lehenengo erditik, iturrira emaniko indarra gordeko da kondentsiriko plakaileen arteko elektrizitate-eremuan. Ondoren, elektrizitate-eremua desegiten denean, gordeko energia iturrira itzultzen da. Gorde eta itzulitako energia prozesu zikliko hau jarraitzen da, kondentsiriko zirkuituak ez duelako indarrik hartzen.