Faqat kondensatorli shema
Kondensatorlik shifrlangan faqat kondensator (farad o'lchovida o'lchanadi) C (farad o'lchovida o'lchanadi) faqat kondensatorli shemaga aytiladi. Kondensatorlar elektrik maydon ichida elektr energiyasini saqlaydi, bu xususiyat kondensatorlik (yoki "kondenser" deb ham ataladi). Struktural jihatdan, kondensator ikki qo'shni metallik plastlardan va ular orasidagi dielektrik ortadan iborat - umumiy dielektrik materiallar steklo, kogoz, mika va oksid qatlamlari. Ideal AC kondensatorli shemada, oqim voltajga nisbatan 90 darajani boshqaradi.
Kondensatorga voltaj berilganda, uning plastlari orasida elektr maydon tashkil etiladi, ammo oqim dielektrikdan o'tmaydi. O'zgaruvchi AC voltaj manbasi bilan, kondensatorning takrorlanuvchi zaryadlanish va zaryad yo'qotish jarayonlari sababli oqim davom etadi.
Kondensatorli shemaning tushuntirishi va isboti
Kondensator dielektrik orta bilan ajratilgan ikki plastdan iborat, elektr zaryadini saqlash uchun qurilma. U manbaga ulanganida zaryadlanadi va ajratilganda zaryad yo'qotadi. DC manbaga ulanganida, berilgan potentsialga teng voltajga zaryadlanadi, bu esa voltajda o'zgarishga qarshi turuvchi pasiv elektr komponent sifatini ko'rsatadi.
Shemaga berilgan o'zgaruvchi voltaj quyidagi tenglama orqali aniqlanadi:
Kondensatorning har bir paytdagi zaryadi quyidagicha beriladi:
Shemadan o'tkazilayotgan oqim quyidagi tenglama orqali aniqlanadi:
(2) tenglamadan q qiymatini (3) tenglamaga qo'yib, quyidagicha olamiz:
Endi, (1) tenglamadan v qiymatini (3) tenglamaga qo'yib, quyidagicha olamiz:
Bu yerda Xc = 1/ωC, bu faqat kondensator tomonidan o'zgaruvchi oqimga qarshi bo'lgan muqobil, ya'ni kondensator reaktiv muqobili. Oqim sin(ωt + π/2) = 1 bo'lganda maksimal qiymatga erishadi. Shunday qilib, maksimal oqim Im quyidagicha ifodalangan:
Im qiymatini (4) tenglamaga qo'yib, quyidagicha olamiz:
Phasor diagrammasi va quvvat egri chizig'i
Faqat kondensatorli shemada, kondensator orqali oqim voltajga nisbatan 90 darajani oldin boshqaradi. Phasor diagrammasi, voltaj, oqim va quvvat egri chizig'lari quyidagicha ko'rsatilgan:
Yuqorida berilgan egri chizig'ida, qizil chiziq oqimni, ko'k chiziq voltajni, qizil chiziq esa quvvatni bildiradi. Voltaj oshirilganda, kondensator maksimal qiymatga zaryadlanadi, musbat yarmuhammaga hosil qiladi; voltaj kamayganda, kondensator zaryad yo'qotadi, salbiy yarmuhammaga hosil qiladi. Egri chizig'ni tekshirish orqali, voltaj maksimumga yetkazganda, oqim nolga teng bo'lib, shu paytda hech qanday oqim o'tmaydi. Voltaj π ga yetkazib, salbiy bo'lganda, oqim maksimumga erishadi, kondensator zaryad yo'qotishni boshlaydi va bu zaryadlanish-zaryad yo'qotish jarayoni davom etadi.
Voltaj va oqim ularning 90° fazaviy farqi sababli bir vaqtda maksimumga erishmaydi, phasor diagrammasida oqim (Im) voltaj (Vm) dan π/2 oldin boshqaradi. Bu faqat kondensatorli shemada aniq vaqtli quvvat p = vi orqali aniqlanadi.
Shunday qilib, yuqorida berilgan tenglama orqali, kondensatorli shemadagi o'rtacha quvvat nolga teng ekanligi aniqlanadi. Yarmuhamma davomida o'rtacha quvvat nolga teng, chunki egri chizig'ning simmetriyasi, musbat va salbiy loop maydonlari bir-biriga teng.
Birinchi yarmuhammadagi, manbadan taqdim etilgan quvvat kondensator plastlari orasidagi elektr maydon ichida saqlanadi. Keyingi yarmuhammadagi, elektr maydon yo'qotilganda, saqlangan energiya manbaga qaytariladi. Bu energiya saqlash va qaytarish jarayoni davom etadi, natijada kondensatorli shemada hech qanday umumiy quvvat sarflanmaydi.
