Η διαφορά μεταξύ φόρτισης και αφόρτισης καταναλωτών με εναλλακτικό ρεύμα

Οι καταναλωτές συμπεριφέρονται διαφορετικά σε ρευστοδυναμικές (AC) περιβάλλοντες από ό,τι σε συνεχή (DC). Σε ένα ρευστοδυναμικό κύκλωμα, οι καταναλωτές μπορούν να θεωρηθούν ως συνεχώς φορτίζονται και ξεφορτίζονται, επειδή η τάση ενός ρευστοδυναμικού πηγαίου εφοδιασμού αλλάζει περιοδικά.

Συμπεριφορά των καταναλωτών σε ρευστοδυναμικά κύκλωμα

• Ισοδύναμο με σύνδεση: Σε υψηλή συχνότητα ρευστοδυναμικού κύκλωμα, ένας καταναλωτής συμπεριφέρεται ως σύνδεση, επειδή η αντίστασή του (καταναλωτική αντίδραση) είναι πολύ χαμηλή.

• Ισοδύναμο με ανοιχτό κύκλωμα: Σε χαμηλή συχνότητα ρευστοδυναμικών κυκλωμάτων, οι καταναλωτές έχουν μεγαλύτερη καταναλωτική αντίδραση και συμπεριφέρονται ως ανοιχτά κύκλωμα.

Διαδικασία φόρτισης

Κατεύθυνση ρεύματος

Όταν ο καταναλωτής συνδέεται με την ρευστοδυναμική πηγή εφοδιασμού για να ξεκινήσει τη φόρτιση, στη θετική μισή περίοδο της ρευστοδυναμικής πηγής, το ρεύμα ρέει από το θετικό πόλο της πηγής στο θετικό πλάκα του καταναλωτή, έτσι ώστε ο θετικός πλάκας του καταναλωτή να φορτίζεται θετικά και ο αρνητικός πλάκας να φορτίζεται αρνητικά. Στην αρνητική μισή περίοδο της ρευστοδυναμικής πηγής, το ρεύμα ρέει στην αντίθετη κατεύθυνση, βγαίνοντας από το θετικό πλάκα του καταναλωτή και επιστρέφοντας στον αρνητικό ηλεκτρόδο της πηγής, ενώ ο αρνητικός πλάκας του καταναλωτή φορτίζεται θετικά και ο θετικός πλάκας αρνητικά.

Χρόνος φόρτισης

Επειδή η τάση της ρευστοδυναμικής πηγής εφοδιασμού αλλάζει συνεχώς, ο χρόνος φόρτισης του καταναλωτή εξαρτάται από τη συχνότητα της ρευστοδυναμικής πηγής και την τιμή της καταναλωτικής ικανότητας. Κατά τη διάρκεια ενός κύκλου της ρευστοδυναμικής πηγής, ο καταναλωτής θα φορτίζεται σε διαφορετικά χρονικά διαστήματα. Όταν η τάση της πηγής αυξάνεται, η ταχύτητα φόρτισης του καταναλωτή είναι ταχύτερη. Όταν η τάση της πηγής μειώνεται, η ταχύτητα φόρτισης του καταναλωτή επιβραδύνεται και μπορεί ακόμη και να ξεκινήσει να ξεφορτίζεται.

Ενέργεια φόρτισης

Η ενέργεια που αποθηκεύεται από έναν καταναλωτή κατά τη διάρκεια της φόρτισης είναι ανάλογη με το τετράγωνο της τάσης της πηγής και την τιμή της καταναλωτικής ικανότητας. Όταν η τάση της ρευστοδυναμικής πηγής αυξάνεται, η αποθηκευμένη ενέργεια αυξάνεται. Όταν η τάση μειώνεται, λιγότερη ενέργεια αποθηκεύεται.

Διαδικασία ξεφόρτισης

Κατεύθυνση ρεύματος

Όταν ο καταναλωτής είναι πλήρως φορτισμένος, αν αποσυνδέσει από την ρευστοδυναμική πηγή, θα ξεφορτίσει μέσω του φορτίου. Κατά τη διάρκεια της ξεφόρτισης, το ρεύμα ρέει από το θετικό πλάκα του καταναλωτή και επιστρέφει στον αρνητικό πλάκα μέσω του φορτίου, στην αντίθετη κατεύθυνση από ό,τι κατά τη φόρτιση.

Χρόνος ξεφόρτισης

Ο χρόνος ξεφόρτισης του καταναλωτή εξαρτάται από την τιμή της καταναλωτικής ικανότητας και την τιμή της αντίστασης του φορτίου. Το τ = RC (όπου R είναι η αντίσταση του φορτίου και C είναι η καταναλωτική ικανότητα), ο χρόνος ξεφόρτισης είναι ανάλογος με το χρονικό σταθερό. Όσο μεγαλύτερη είναι η καταναλωτική ικανότητα και η αντίσταση του φορτίου, τόσο μεγαλύτερος είναι ο χρόνος ξεφόρτισης.

Ενέργεια ξεφόρτισης

Ο καταναλωτής απελευθερώνει την αποθηκευμένη ενέργεια κατά τη διάρκεια της ξεφόρτισης, και καθώς προχωρά η ξεφόρτιση, η τάση στα δύο άκρα του καταναλωτή μειώνεται σταδιακά, το ρεύμα ξεφόρτισης επίσης μειώνεται σταδιακά, και η απελευθερωμένη ενέργεια μειώνεται.

Συνολική διάκριση

Αλλαγή κατεύθυνσης

Κατά τη φόρτιση, η κατεύθυνση του ρεύματος αλλάζει περιοδικά με την αλλαγή της ρευστοδυναμικής πηγής, ενώ κατά τη ξεφόρτιση, η κατεύθυνση του ρεύματος ρέει από τον καταναλωτή προς το φορτίο, και η κατεύθυνση είναι σχετικά σταθερή.

Χαρακτηριστικά χρόνου

Ο χρόνος φόρτισης εξαρτάται από τη συχνότητα της ρευστοδυναμικής πηγής και τα χαρακτηριστικά του καταναλωτή, ενώ ο χρόνος ξεφόρτισης εξαρτάται από τα παράμετρα του καταναλωτή και του φορτίου.

Αλλαγή ενέργειας

Ο καταναλωτής αποθηκεύει ενέργεια κατά τη φόρτιση, και η ενέργεια αλλάζει με την τάση της πηγής. Κατά τη ξεφόρτιση, ο καταναλωτής απελευθερώνει ενέργεια, η οποία μειώνεται σταδιακά.