Nini ni Mfumo wa Kondensa mwenye asili?

Mfumo wa Kondenseta Safi

Mfumo unaotengenezwa tu na kondenseta safi yenye uwezo wa kuhifadhi nguvu nchi C (unachunguziwa kwa faradi) unatafsiriwa kama Mfumo wa Kondenseta Safi. Kondenseta hifadhi nguvu nchi ndani ya maeneo ya nchi, sifa hii inatafsiriwa kama kapasitansi (ingine itafsiriwa kama "kondensa"). Kwa utambulisho, kondenseta inajumuisha vipepeo vya kutumia mchakato vikubwa vingine vya kutumia mchakato vikundukua kwa kati ya madiumu ya dielektriki - madhumuni ya dielektriki yanayofanana ni gilasi, karatasi, mika, na vipimo vya oksidi. Katika mfumo wa kondenseta AC wazi, furaha inateleza kilicho cha umbo kwa kiwango cha herufi la daraja 90.

Wakati unaweza kuongezeka kwenye kondenseta, maeneo ya nchi yanatanuka kati ya vipepeo vyake, lakini hakuna furaha inayopita kupitia madiumu ya dielektriki. Na chanzo cha umbo cha AC linavyowezekana, furaha inamfufuli kwa sababu ya mzunguko wa kondenseta wa kuhifadhi na kutoa.

Maoni na Usalama wa Mfumo wa Kondenseta

Kondenseta inajumuisha vipepeo vingine vya kutumia mchakato vilivyokutana kwa kati ya madiumu ya dielektriki, ikifanya kazi kama zana ya hifadhi ya nguvu nchi. Inahifadhi wakati imeunganishwa na chanzo cha nguvu na kutoa wakati imegawanyika. Wakati imeunganishwa na mtandao wa DC, inahifadhi hadi kilele cha umbo cha kukidhi, kujifunza kazi yake kama kitu cha kifaa cha nchi ambacho kinachodhibiti mabadiliko katika umbo.

Tume thelwe kwamba umbo wa AC ulilotumika kwenye mfumo unataliwa na mwili:

Ungano wa kondenseta wakati wowote unataliwa kama:

Furaha inayopita kwenye mfumo unataliwa kwa mwili:

Kutumia thamani ya q kutoka kwenye mwili (2) kwenye mwili (3) tutapata

Sasa, kutumia thamani ya v kutoka kwenye mwili (1) kwenye mwili (3) tutapata

Ambapo Xc = 1/ωC inatafsiriwa kama ukipinduliwa kwa furaha ya AC kutoka kwa kondenseta safi, inatafsiriwa kama kapasitansi ya upinzani. Furaha inafikia kilele chake wakati sin(ωt + π/2) = 1. Hivyo, furaha ya kilele I_m inatafsiriwa kama:

Kutumia thamani ya I_m kwenye mwili (4) tutapata:

Ramani ya Phasor na Mstari wa Nguvu

Katika mfumo wa kondenseta safi, furaha inayopita kwenye kondenseta inateleza umbo kwa kiwango cha herufi la daraja 90. Ramani ya phasor na mstari wa umbo, furaha, na nguvu yanatakikana chini:

Katika mstari wa juu, mstari wa nyekundu unatafsiriwa kama furaha, mstari wa bluu unatafsiriwa kama umbo, na mstari wa pink unatafsiriwa kama nguvu. Wakati umbo unarudi, kondenseta inahifadhi hadi kilele chake, kuanza mchakato wa upande wa chanya; mara umbo unarudi, kondenseta inatoa, kutengeneza mchakato wa upande wa hasi. Utafiti wa kutosha wa mstari unatonyesha kwamba wakati umbo unafikia kilele, furaha inarudi hadi sifuri, maana hakuna furaha inayopita wakati huo. Mara umbo unarudi hadi π na kubadilika kuwa hasi, furaha inafikia kilele, kusababisha kondenseta kutotoa - na mzunguko huu wa kuhifadhi na kutotoa unajaribu kusambaza.

Umbo na furaha hazirafiki kilele chao pamoja kwa sababu ya tofauti yao ya kiwango cha herufi la daraja 90, kama inavyoonyeshwa kwenye ramani ya phasor ambako furaha (Im) inateleza umbo (Vm) kwa π/2. Nguvu ya muda katika mfumo wa kondenseta safi hii inatafsiriwa kwa p = vi.

Hivyo, inaweza kudeduced kutoka kwenye mwili huu kwamba nguvu ya wastani katika mfumo wa kapasitansi ni sifuri. Nguvu ya wastani kwenye mchakato wa nusu ni sifuri kwa sababu ya uwiano wa mstari, ambao ni sawa kabisa.

Wakati wa mchakato wa nusu kwanza, nguvu inayotolewa na chanzo hifadhi kwenye maeneo ya nchi yanayotengenezwa kati ya vipepeo vya kondenseta. Katika mchakato wa nusu ifuatayo, tangu maeneo ya nchi yanarudi, nguvu iliyohifadhi inarudi kwenye chanzo. Mzunguko huu wa kuhifadhi na kurudi unajaribu kusambaza, bila kutumia nguvu kamili ya mfumo wa kondenseta.