La diferencia entre cargar y descargar condensadores con corriente alterna

Los condensadores se comportan de manera diferente en circuitos AC que en circuitos DC. En un circuito AC, los condensadores pueden verse como cargándose y descargándose constantemente debido a que el voltaje de la fuente de alimentación AC cambia periódicamente.

Comportamiento de los condensadores en circuitos AC

• Equivalente a cortocircuito: En un circuito AC de alta frecuencia, un condensador se comporta como un cortocircuito porque su impedancia (reactancia capacitiva) es muy baja.

• Equivalente a circuito abierto: En circuitos AC de baja frecuencia, los condensadores tienen una mayor reactancia capacitiva y se comportan como circuitos abiertos.

Proceso de carga

Dirección de la corriente

Cuando el condensador se conecta a la fuente de alimentación AC para comenzar a cargar, en la mitad positiva de la fuente de alimentación AC, la corriente fluye desde el terminal positivo de la fuente de alimentación hacia la placa positiva del condensador, de modo que la placa positiva del condensador se carga positivamente y la placa negativa se carga negativamente. En la mitad negativa de la fuente de alimentación AC, la corriente fluye en dirección opuesta, saliendo de la placa positiva del condensador y regresando al electrodo negativo de la fuente de alimentación, mientras que la placa negativa del condensador se carga positivamente y la placa positiva se carga negativamente.

Tiempo de carga

Dado que el voltaje de la fuente de alimentación AC está cambiando constantemente, el tiempo de carga del condensador depende de la frecuencia de la fuente de alimentación AC y del valor de la capacitancia del condensador. Durante un ciclo de la fuente de alimentación AC, el condensador se cargará en diferentes momentos. Cuando el voltaje de la fuente de alimentación aumenta, la velocidad de carga del condensador es más rápida. Cuando el voltaje de la fuente de alimentación disminuye, la tasa de carga del condensador se ralentiza e incluso puede comenzar a descargarse.

Energía de carga

La energía almacenada por un condensador durante la carga es proporcional al cuadrado del voltaje de la fuente de alimentación y al valor de la capacitancia del condensador. Cuando el voltaje de la fuente de alimentación AC aumenta, la energía almacenada por el condensador aumenta. Cuando el voltaje disminuye, se almacena menos energía.

Proceso de descarga

Dirección de la corriente

Cuando el condensador está completamente cargado, si se desconecta de la fuente de alimentación AC, el condensador se descargará a través de la carga. Al descargarse, la corriente fluye desde la placa positiva del condensador y regresa a la placa negativa a través de la carga, en dirección opuesta a cuando se carga.

Tiempo de descarga

El tiempo de descarga del condensador depende del valor de la capacitancia del condensador y del valor de la resistencia de la carga. τ=RC Según la constante de tiempo (donde R es la resistencia de la carga y C es el valor de la capacitancia), el tiempo de descarga es proporcional a la constante de tiempo. Cuanto mayor sea el valor de la capacitancia y la resistencia de la carga, mayor será el tiempo de descarga.

Energía de descarga

El condensador libera la energía almacenada durante el proceso de descarga, y a medida que avanza la descarga, el voltaje en ambos extremos del condensador disminuye gradualmente, la corriente de descarga también disminuye gradualmente, y la energía liberada es cada vez menor.

Distinción general

Cambio de dirección

Al cargarse, la dirección de la corriente cambia periódicamente con el cambio de la fuente de alimentación AC, mientras que al descargarse, la corriente fluye desde el condensador a la carga, y la dirección es relativamente fija.

Característica temporal

El tiempo de carga depende de la frecuencia de la fuente de alimentación AC y las características del condensador, mientras que el tiempo de descarga depende de los parámetros del condensador y la carga.

Cambio de energía

El condensador almacena energía al cargarse, y la energía cambia con el voltaje de la fuente de alimentación; Al descargarse, el condensador libera energía, que disminuye gradualmente.