• Product
  • Suppliers
  • Manufacturers
  • Solutions
  • Free tools
  • Knowledges
  • Experts
  • Communities
Search


Что такое чистая цепь конденсатора?

Edwiin
Edwiin
Поле: Выключатель питания
China

Цепь чистого конденсатора

Цепь, состоящая только из чистого конденсатора с емкостью C (измеряемой в фарадах), называется цепью чистого конденсатора. Конденсаторы хранят электрическую энергию в электрическом поле, что характеризуется как емкость (или "конденсатор"). Структурно конденсатор состоит из двух проводящих пластин, разделенных диэлектрической средой — распространенными диэлектрическими материалами являются стекло, бумага, слюда и оксидные слои. В идеальной цепи AC конденсатора ток опережает напряжение на фазовый угол 90 градусов.

Когда напряжение подается на конденсатор, между его пластинами устанавливается электрическое поле, но ток через диэлектрик не проходит. При колеблющемся источнике переменного напряжения происходит непрерывный поток тока из-за циклических процессов заряда и разряда конденсатора.

Объяснение и вывод для цепи конденсатора

Конденсатор состоит из двух изолированных пластин, разделенных диэлектрической средой, служащей устройством для хранения электрического заряда. Он заряжается при подключении к источнику питания и разряжается при отключении. При подключении к источнику постоянного тока он заряжается до напряжения, равного приложенному потенциалу, демонстрируя свою роль пассивного электрического компонента, который сопротивляется изменениям напряжения.

Пусть переменное напряжение, приложенное к цепи, задается уравнением:

Заряд конденсатора в любой момент времени задается как:

Ток, протекающий через цепь, задается уравнением:

Подставляя значение q из уравнения (2) в уравнение (3), получим:

Теперь, подставляя значение v из уравнения (1) в уравнение (3), получим:

Где Xc = 1/ωC обозначает сопротивление переменному току, создаваемое чистым конденсатором, известное как емкостное сопротивление. Ток достигает своего максимального значения, когда sin(ωt + π/2) = 1. Таким образом, максимальный ток Im выражается как:

Подставляя значение Im в уравнение (4), получим:

Фазорная диаграмма и кривая мощности

В цепи чистого конденсатора ток через конденсатор опережает напряжение на фазовый угол 90 градусов. Фазорная диаграмма и формы волн для напряжения, тока и мощности показаны ниже:

На форме волн выше красная кривая представляет собой ток, синяя кривая обозначает напряжение, а розовая кривая указывает мощность. Когда напряжение увеличивается, конденсатор заряжается до своего максимального значения, формируя положительную половину цикла; по мере уменьшения напряжения конденсатор разряжается, создавая отрицательную половину цикла. При внимательном рассмотрении кривой видно, что когда напряжение достигает своего максимума, ток падает до нуля, то есть в этот момент ток не течет. По мере уменьшения напряжения до π и перехода в отрицательное значение, ток достигает максимума, вызывая разряд конденсатора — и этот цикл заряда-разряда продолжается.

Напряжение и ток никогда не достигают своих максимумов одновременно из-за их 90° фазового различия, как показано на фазорной диаграмме, где ток (Im) опережает напряжение (Vm) на π/2. Мгновенная мощность в этой цепи чистого конденсатора определяется как p = vi.

Таким образом, из приведенного выше уравнения можно сделать вывод, что средняя мощность в емкостной цепи равна нулю. Средняя мощность за половину цикла равна нулю из-за симметрии формы волны, где площади положительного и отрицательного циклов одинаковы.

В течение первой четверти цикла энергия, поступающая от источника, хранится в электрическом поле, установленном между пластинами конденсатора. В следующей четверти цикла, по мере рассеивания электрического поля, хранимая энергия возвращается к источнику. Этот циклический процесс хранения и возврата энергии происходит непрерывно, что приводит к отсутствию нетто-потребления мощности конденсаторной цепью.

Оставить чаевые и поощрить автора
Рекомендуемый
Состав и принцип работы систем фотогенерации электричества
Состав и принцип работы систем фотогенерации электричества
Состав и принцип работы фотоэлектрических (ФЭ) систем генерации электроэнергииФотоэлектрическая (ФЭ) система генерации электроэнергии в основном состоит из ФЭ модулей, контроллера, инвертора, аккумуляторов и других компонентов (аккумуляторы не требуются для систем, подключенных к сети). В зависимости от того, полагается ли она на общественную электросеть, ФЭ системы делятся на автономные и подключенные к сети. Автономные системы работают независимо, без использования сетевой энергии. Они оснащен
Encyclopedia
10/09/2025
Как поддерживать солнечную электростанцию? Государственная сетевая компания отвечает на 8 распространенных вопросов по эксплуатации и техническому обслуживанию (2)
Как поддерживать солнечную электростанцию? Государственная сетевая компания отвечает на 8 распространенных вопросов по эксплуатации и техническому обслуживанию (2)
1. В жаркий солнечный день, нужно ли немедленно заменить поврежденные уязвимые компоненты?Немедленная замена не рекомендуется. Если замена необходима, лучше проводить ее рано утром или поздно вечером. Следует оперативно связаться с персоналом по эксплуатации и техническому обслуживанию (ЭиТО) электростанции, чтобы профессиональные специалисты прибыли на место для проведения замены.2. Для предотвращения попадания тяжелых предметов на фотоэлектрические (ФЭ) модули, можно ли установить вокруг ФЭ-ма
Encyclopedia
09/06/2025
Как поддерживать солнечную электростанцию СЭС? Государственная сетевая компания отвечает на 8 распространенных вопросов по эксплуатации и техническому обслуживанию (1)
Как поддерживать солнечную электростанцию СЭС? Государственная сетевая компания отвечает на 8 распространенных вопросов по эксплуатации и техническому обслуживанию (1)
1. Какие распространенные неисправности могут возникать в распределенных фотоэлектрических (ФЭ) системах генерации электроэнергии? Какие типичные проблемы могут возникнуть в различных компонентах системы?Распространенные неисправности включают отказ инверторов работать или запускаться из-за того, что напряжение не достигает установленного значения для запуска, а также низкую выработку электроэнергии, вызванную проблемами с ФЭ модулями или инверторами. Типичные проблемы, которые могут возникнуть
Leon
09/06/2025
Короткое замыкание против перегрузки: понимание различий и как защитить вашу энергетическую систему
Короткое замыкание против перегрузки: понимание различий и как защитить вашу энергетическую систему
Одним из основных различий между коротким замыканием и перегрузкой является то, что короткое замыкание происходит из-за неисправности между проводниками (фаза-фаза) или между проводником и землей (фаза-земля), тогда как перегрузка означает ситуацию, когда оборудование потребляет больше тока, чем его номинальная мощность от источника питания.Другие ключевые различия между этими двумя состояниями объясняются в сравнительной таблице ниже.Термин "перегрузка" обычно относится к состоянию в цепи или п
Edwiin
08/28/2025
Запрос
Загрузить
Получить приложение IEE Business
Используйте приложение IEE-Business для поиска оборудования получения решений связи с экспертами и участия в отраслевом сотрудничестве в любое время и в любом месте полностью поддерживая развитие ваших энергетических проектов и бизнеса