تفاوت بین شارژ و دیشارژ کنденساتورها با جریان متناوب

کندنده‌ها در مدارهای AC رفتاری متفاوت از مدارهای DC دارند. کندنده‌ها در یک مدار AC می‌توانند به عنوان شارژ و دیشارژ مداوم در نظر گرفته شوند زیرا ولتاژ منبع تغذیه AC به طور دوره‌ای تغییر می‌کند.

رفتار کندنده‌ها در مدارهای AC

• معادل با مدار کوتاه: در یک مدار AC با فرکانس بالا، کندنده مثل یک مدار کوتاه رفتار می‌کند چون امپدانس (واکنش خازنی) آن بسیار کم است.

• معادل با مدار باز: در مدارهای AC با فرکانس پایین، کندنده‌ها واکنش خازنی بالاتری دارند و مانند مدارهای باز رفتار می‌کنند.

فرآیند شارژ

جهت جریان

هنگامی که کندنده به منبع تغذیه AC متصل می‌شود تا شروع به شارژ کند، در نیمه مثبت منبع تغذیه AC، جریان از ترمینال مثبت منبع تغذیه به صفحه مثبت کندنده جریان می‌یابد، به طوری که صفحه مثبت کندنده مثبت شارژ می‌شود و صفحه منفی منفی شارژ می‌شود. در نیمه منفی منبع تغذیه AC، جریان در جهت مخالف جریان می‌یابد، از صفحه مثبت کندنده خارج شده و به الکترود منفی منبع تغذیه بازمی‌گردد، در حالی که صفحه منفی کندنده مثبت شارژ می‌شود و صفحه مثبت منفی شارژ می‌شود.

زمان شارژ

چون ولتاژ منبع تغذیه AC به طور مداوم تغییر می‌کند، زمان شارژ کندنده بستگی به فرکانس منبع تغذیه AC و مقدار ظرفیت کندنده دارد. در طول یک چرخه منبع تغذیه AC، کندنده در زمان‌های مختلف شارژ می‌شود. هنگامی که ولتاژ منبع تغذیه افزایش می‌یابد، سرعت شارژ کندنده سریع‌تر است. هنگامی که ولتاژ منبع تغذیه کاهش می‌یابد، نرخ شارژ کندنده کند می‌شود و حتی ممکن است شروع به دیشارژ کند.

انرژی شارژ

انرژی ذخیره شده توسط کندنده در حین شارژ متناسب با مجذور ولتاژ منبع تغذیه و مقدار ظرفیت کندنده است. هنگامی که ولتاژ منبع تغذیه AC افزایش می‌یابد، انرژی ذخیره شده توسط کندنده افزایش می‌یابد. هنگامی که ولتاژ کاهش می‌یابد، انرژی کمتری ذخیره می‌شود.

فرآیند دیشارژ

جهت جریان

هنگامی که کندنده کاملاً شارژ شده است، اگر از منبع تغذیه AC جدا شود، کندنده از طریق بار دیشارژ می‌کند. در حین دیشارژ، جریان از صفحه مثبت کندنده خارج شده و از طریق بار به صفحه منفی بازمی‌گردد، در جهت مخالف زمان شارژ.

زمان دیشارژ

زمان دیشارژ کندنده بستگی به مقدار ظرفیت کندنده و مقاومت بار دارد. τ=RC بر اساس ثابت زمانی (که R مقاومت بار و C مقدار ظرفیت است)، زمان دیشارژ متناسب با ثابت زمانی است. هرچه مقدار ظرفیت و مقاومت بار بیشتر باشد، زمان دیشارژ بیشتر خواهد بود.

انرژی دیشارژ

کندنده در طول فرآیند دیشارژ انرژی ذخیره شده را آزاد می‌کند و با پیشرفت دیشارژ، ولتاژ در دو طرف کندنده به تدریج کاهش می‌یابد، جریان دیشارژ نیز به تدریج کاهش می‌یابد و انرژی آزاد شده کمتر و کمتر می‌شود.

تفاوت کلی

تغییر جهت

در زمان شارژ، جهت جریان به طور دوره‌ای با تغییر منبع تغذیه AC تغییر می‌کند، در حالی که در زمان دیشارژ، جهت جریان از کندنده به بار جریان می‌یابد و جهت آن نسبتاً ثابت است.

ویژگی زمانی

زمان شارژ بستگی به فرکانس منبع تغذیه AC و مشخصات کندنده دارد، در حالی که زمان دیشارژ بستگی به پارامترهای کندنده و بار دارد.

تغییر انرژی

کندنده در زمان شارژ انرژی ذخیره می‌کند و انرژی با تغییر ولتاژ منبع تغذیه تغییر می‌کند؛ در زمان دیشارژ، کندنده انرژی را آزاد می‌کند که به تدریج کاهش می‌یابد.