La diferència entre carregar i descarregar condensadors amb corrent alternada

Els condensadors es comporten de manera diferent en els circuits CA que en els circuits CC. En un circuit CA, els condensadors es poden veure com si estiguessin carregant i descarregant constantment perquè la tensió d'una font d'alimentació CA canvia periòdicament.

Comportament dels condensadors en circuits CA

• Equivalent a un curtcircuí: En un circuit CA de alta freqüència, un condensador es comporta com un curtcircuí perquè la seva impedància (reactància capacitiva) és molt baixa.

• Equivalent a un circuit obert: En circuits CA de baixa freqüència, els condensadors tenen una reactància capacitiva més elevada i es comporten com circuits oberts.

Procés de càrrega

Direcció de la corrent

Quan el condensador es connecta a la font d'alimentació CA per començar a carregar, en la meitat positiva de la font d'alimentació CA, la corrent flueix des del terminal positiu de la font d'alimentació cap a la placa positiva del condensador, de manera que la placa positiva del condensador queda carregada positivament i la placa negativa, negativament. En la meitat negativa de la font d'alimentació CA, la corrent va en la direcció oposada, fluix fora de la placa positiva del condensador i torna al terminal negatiu de la font d'alimentació, mentre la placa negativa del condensador queda carregada positivament i la placa positiva, negativament.

Temps de càrrega

Com que la tensió de la font d'alimentació CA canvia constantment, el temps de càrrega del condensador depèn de la freqüència de la font d'alimentació CA i del valor de capacitance del condensador. Durant un cicle de la font d'alimentació CA, el condensador es carregará en moments diferents. Quan la tensió de la font d'alimentació augmenta, la velocitat de càrrega del condensador és més ràpida. Quan la tensió de la font d'alimentació disminueix, la velocitat de càrrega del condensador es redueix i pot arribar a començar a descarregar-se.

Energia de càrrega

L'energia emmagatzemada per un condensador durant la càrrega és proporcional al quadrat de la tensió de la font d'alimentació i al valor de capacitance del condensador. Quan la tensió de la font d'alimentació CA augmenta, l'energia emmagatzemada pel condensador augmenta. Quan la tensió disminueix, s'emmagatzema menys energia.

Procés de descàrrega

Direcció de la corrent

Quan el condensador està totalment carregat, si es desconecta de la font d'alimentació CA, el condensador es descarregarà a través de la càrrega. En descarregar-se, la corrent surt de la placa positiva del condensador i retorna a la placa negativa a través de la càrrega, en la direcció oposada a quan es carregava.

Temps de descàrrega

El temps de descàrrega del condensador depèn del valor de capacitance del condensador i del valor de resistència de la càrrega. τ=RC Segons la constant de temps (on R és la resistència de la càrrega i C és el valor de capacitance), el temps de descàrrega és proporcional a la constant de temps. Més gran sigui el valor de capacitance i més gran sigui la resistència de la càrrega, més llarg serà el temps de descàrrega.

Energia de descàrrega

El condensador allibera l'energia emmagatzemada durant el procés de descàrrega, i a mesura que avança la descàrrega, la tensió als dos extrems del condensador disminueix gradualment, la corrent de descàrrega també disminueix gradualment, i l'energia alliberada és cada vegada menor.

Diferència general

Canvi de direcció

En carregar-se, la direcció de la corrent canvia periòdicament amb el canvi de la font d'alimentació CA, mentre que en descarregar-se, la corrent flueix del condensador a la càrrega, i la direcció és relativament fixa.

Característica temporal

El temps de càrrega depèn de la freqüència de la font d'alimentació CA i les característiques del condensador, mentre que el temps de descàrrega depèn dels paràmetres del condensador i de la càrrega.

Canvi d'energia

El condensador emmagatzema energia en carregar-se, i l'energia canvia amb la tensió de la font d'alimentació; En descarregar-se, el condensador allibera l'energia, que disminueix gradualment.