Разликата между зареждане и разтоварване на кондензатори с променящо се напрежение

Кондензаторите се държат по-различно в алтернативни (AC) контури, сравнено с постоянното напрежение (DC). В AC контур кондензаторите могат да бъдат разглеждани като постоянно зареждащи и разтоварващи се, тъй като напрежението на източника на алтернативно напрежение периодично се променя.

Поведение на кондензаторите в AC контури

• Еквивалент на кратко свързване: В контури с висока честота кондензаторите се държат като кратко свързване, тъй като техната импеданс (емпиресивна реактивност) е много ниска.

• Еквивалент на отворен контур: В контури с ниска честота кондензаторите имат по-висока емпиресивна реактивност и се държат като отворен контур.

Процес на зареждане

Посока на тока

Когато кондензаторът е свързан с източника на алтернативно напрежение за започване на зареждане, в положителната половина на източника на алтернативно напрежение, токът протича от положителния терминал на източника към положителната плочка на кондензатора, така че положителната плочка на кондензатора да бъде положително заредена, а отрицателната плочка - отрицателно. В отрицателната половина на източника на алтернативно напрежение, токът протича в противоположна посока, излиза от положителната плочка на кондензатора и се връща към отрицателния електрод на източника, докато отрицателната плочка на кондензатора е положително заредена, а положителната плочка - отрицателно.

Време на зареждане

Тъй като напрежението на източника на алтернативно напрежение непрекъснато се променя, времето на зареждане на кондензатора зависи от честотата на източника на алтернативно напрежение и капацитета на кондензатора. През един цикъл на източника на алтернативно напрежение, кондензаторът ще бъде зареждан в различни моменти. Когато напрежението на източника се увеличава, скоростта на зареждане на кондензатора е по-бърза. Когато напрежението на източника намалява, скоростта на зареждане на кондензатора забавя и може дори да започне да се разтоварва.

Енергия при зареждане

Енергията, съхранявана от кондензатора при зареждане, е пропорционална на квадрата на напрежението на източника и капацитета на кондензатора. Когато напрежението на източника на алтернативно напрежение се увеличава, съхраняваната от кондензатора енергия също се увеличава. Когато напрежението пада, съхраняваната енергия намалява.

Процес на разтоварване

Посока на тока

Когато кондензаторът е напълно зареден и е отстранен от източника на алтернативно напрежение, кондензаторът ще се разтовари през товара. При разтоварване, токът протича от положителната плочка на кондензатора и се връща към отрицателната плочка през товара, в противоположна посока спрямо зареждането.

Време на разтоварване

Времето на разтоварване на кондензатора зависи от капацитета на кондензатора и стойността на съпротивлението на товара. τ=RC Според временния констант (където R е съпротивлението на товара, а C е капацитета), времето на разтоварване е пропорционално на временния констант. По-голяма е стойността на капацитета и по-голямото е съпротивлението на товара, по-дълго е времето на разтоварване.

Енергия при разтоварване

Кондензаторът освобождава съхранената енергия по време на разтоварването, и с продължаването на разтоварването, напрежението в двата му край се намалява, токът на разтоварване също намалява, а освободената енергия става все по-малко и по-малко.

Общо различие

Промяна на посоката

По време на зареждане, посоката на тока се променя периодично с промяната на източника на алтернативно напрежение, докато при разтоварване, посоката на тока протича от кондензатора към товара, и посоката е относително фиксирана.

Времеви характеристики

Времето на зареждане зависи от честотата на източника на алтернативно напрежение и характеристиките на кондензатора, докато времето на разтоварване зависи от параметрите на кондензатора и товара.

Промяна на енергията

Кондензаторът съхранява енергия по време на зареждане, и енергията се променя с напрежението на източника; По време на разтоварване, кондензаторът освобождава енергия, която постепенно намалява.