శుద్ధ కాపాసిటర్ వలె ఏమిటి?

శుద్ధ కాన్డెన్సర్ వికీరణ

కేవలం ఒక శుద్ధ కాన్డెన్సర్ (ఫారాడ్లో కొలసిన) C కు ప్రత్యేకంగా ఉన్న వికీరణను శుద్ధ కాన్డెన్సర్ వికీరణం అంటారు. కాన్డెన్సర్లు విద్యుత్ క్షేత్రంలో విద్యుత్ శక్తిని నిల్వ చేస్తాయి, ఈ లక్షణాన్ని కాపాసిటెన్స్ (మరియు ఇది "కాండెన్సర్" అని కూడా పిలుస్తారు). కాన్డెన్సర్ రెండు విద్యుత్ పాతలను కలిగి ఉంటుంది, వాటి మధ్యలో డైఇలక్ట్రిక్ మీడియం ఉంటుంది - ప్రసిద్ధ డైఇలక్ట్రిక్ మీడియాలు గ్లాస్, పేపర్, మైకా, మరియు ఆక్సైడ్ లెయర్లు. ఒక ఆధారం AC కాన్డెన్సర్ వికీరణలో, వోల్టేజ్ కంటే 90 డిగ్రీల ప్రాంత కోణంతో విద్యుత్ ప్రవాహం ఎదిర్యేసి ఉంటుంది.

వోల్టేజ్ కాన్డెన్సర్ ప్లేట్ల మధ్యలో ప్రయోగించబడినప్పుడు, విద్యుత్ క్షేత్రం ఏర్పడుతుంది, కానీ డైఇలక్ట్రిక్‌ల ద్వారా విద్యుత్ ప్రవాహం వచ్చేస్తుంది. ఒక బ్లాక్ చేయబడిన AC వోల్టేజ్ మూలంతో, కాన్డెన్సర్ చక్రాన్ని చార్జ్ చేస్తుంది మరియు డిచార్జ్ చేస్తుంది.

కాన్డెన్సర్ వికీరణ వివరణ మరియు వివరణ

కాన్డెన్సర్ రెండు పరిష్కార ప్లేట్లను కలిగి ఉంటుంది, వాటి మధ్యలో డైఇలక్ట్రిక్ మీడియం ఉంటుంది, విద్యుత్ శక్తిని నిల్వ చేసే ఉపకరణం. ఇది పవర్ సర్స్‌పై కనెక్ట్ చేయబడినప్పుడు చార్జ్ చేస్తుంది, విచ్ఛిన్నం చేయబడినప్పుడు డిచార్జ్ చేస్తుంది. DC సర్పుపై కనెక్ట్ చేయబడినప్పుడు, ఇది అనువర్తిత వోల్టేజ్ కు సమానమైన వోల్టేజ్‌పై చార్జ్ చేస్తుంది, ఇది వోల్టేజ్ మార్పులను వ్యతిరేకించే పాసివ్ విద్యుత్ ఘటకం.

వికీరణం పై అనువర్తిత వైపు వోల్టేజ్ సమీకరణం:

కాన్డెన్సర్ యొక్క ఏ సమయంలో ఉన్న చార్జ్:

వికీరణం ద్వారా ప్రవహించే విద్యుత్ ప్రవాహం సమీకరణం:

సమీకరణం (2) నుండి q విలువను సమీకరణం (3) లో ప్రతిస్థాపించాలంటే

ఇప్పుడు, సమీకరణం (1) నుండి v విలువను సమీకరణం (3) లో ప్రతిస్థాపించాలంటే

Xc = 1/ωC అనేది శుద్ధ కాన్డెన్సర్ ద్వారా విక్షేపించే ప్రతియోగం, ఇది కాపాసిటివ్ ఱియాక్టెన్స్ అని పిలుస్తారు. sin(ωt + π/2) = 1 అయినప్పుడు ప్రవాహం తన గరిష్ట విలువను చేరుతుంది. అందువల్ల, గరిష్ట ప్రవాహం I_m అనేది ఈ విధంగా వ్యక్తపరచబడుతుంది:

I_m విలువను సమీకరణం (4) లో ప్రతిస్థాపించాలంటే:

ఫేజర్ డయాగ్రామ్ మరియు శక్తి వక్రం

శుద్ధ కాన్డెన్సర్ వికీరణంలో, కాన్డెన్సర్ ద్వారా ప్రవహించే ప్రవాహం వోల్టేజ్ కంటే 90-డిగ్రీల ప్రాంత కోణంతో ఎదిర్యేసి ఉంటుంది. ఫేజర్ డయాగ్రామ్ మరియు వోల్టేజ్, ప్రవాహం, మరియు శక్తి వక్రాలు క్రింద చూపబడ్డాయి:

ఇందులో, ఎర్ర వక్రం ప్రవాహాన్ని, నీలం వక్రం వోల్టేజ్‌ను, మరియు ఎండ్ వక్రం శక్తిని సూచిస్తుంది. వోల్టేజ్ పెరిగినప్పుడు, కాన్డెన్సర్ తన గరిష్ట విలువను చేరుతుంది, ఒక పోజిటివ్ హాల్ఫ్-సైకిల్ ఏర్పడుతుంది; వోల్టేజ్ తగ్గినప్పుడు, కాన్డెన్సర్ డిచార్జ్ చేస్తుంది, ఒక నెగెటివ్ హాల్ఫ్-సైకిల్ ఏర్పడుతుంది. వక్రంలో విశ్లేషించినప్పుడు, వోల్టేజ్ తన గరిష్ట విలువను చేరినప్పుడు, ప్రవాహం సున్నాకు చేరుతుంది, అంటే ఆ సమయంలో ప్రవాహం లేదు. వోల్టేజ్ π కి తగ్గి నెగెటివ్ అయినప్పుడు, ప్రవాహం గరిష్టం చేరుతుంది, కాన్డెన్సర్ డిచార్జ్ చేస్తుంది - మరియు ఈ చార్జ్-డిచార్జ్ చక్రం కొనసాగుతుంది.

వోల్టేజ్ మరియు ప్రవాహం తమ గరిష్ట విలువలను ఒకేసారి చేర్చనివ్వాయి, కారణంగా వోల్టేజ్ (Vm) కంటే ప్రవాహం (Im) π/2 ప్రాంత కోణంతో ఎదిర్యేసి ఉంటుంది. ఈ శుద్ధ కాన్డెన్సర్ వికీరణంలో తాత్కాలిక శక్తి p = vi అని నిర్వచించబడుతుంది.

ఇది పై సమీకరణం నుండి, కాపాసిటివ్ వికీరణంలో సగటు శక్తి సున్నా అని వ్యక్తపరచబడుతుంది. వక్రం సమర్థం వలన, పోజిటివ్ మరియు నెగెటివ్ లూప్ వైశాల్యాలు సమానంగా ఉంటాయి, కాబట్టి సగటు శక్తి సున్నా.

మొదటి క్వార్టర్-సైకిల్ లో, సర్సు నుండి ప్రతిపాదించబడున్న శక్తి కాన్డెన్సర్ ప్లేట్ల మధ్యలో ఏర్పడిన విద్యుత్ క్షేత్రంలో నిల్వ చేయబడుతుంది. తరువాతి క్వార్టర్-సైకిల్ లో, విద్యుత్ క్షేత్రం విసర్జించినప్పుడు, నిల్వ చేయబడిన శక్తి సర్సుకు తిరిగి తోయబడుతుంది. ఈ శక్తి నిల్వ మరియు తోయం చక్రం కొనసాగుతుంది, కాబట్టి కాన్డెన్సర్ వికీరణం నుండి సగటువారీ శక్తి ఉపభోగం లేదు.