تفاوت بین شارژ و دیشارژ کندنساتورها با جریان متناوب

kondansاتورها در مدارهای جریان متناوب (AC) رفتار متفاوتی نسبت به مدارهای جریان مستقیم (DC) دارند. در یک مدار AC، کندانسورها می‌توانند به عنوان وسیله‌ای که به طور مداوم شارژ و دشارژ می‌شوند، در نظر گرفته شوند زیرا ولتاژ منبع تغذیه AC به طور دوره‌ای تغییر می‌کند.

رفتار کندانسورها در مدارهای AC

• معادل کوتاه شدن مدار: در یک مدار AC با فرکانس بالا، یک کندانسور به مانند یک کوتاه شدن مدار رفتار می‌کند زیرا امپدانس (واکنش ظرفیتی) آن بسیار کم است.

• معادل باز شدن مدار: در مدارهای AC با فرکانس پایین، کندانسورها واکنش ظرفیتی بالاتری دارند و به مانند مدار باز رفتار می‌کنند.

فرآیند شارژ

جهت جریان

هنگامی که کندانسور به منبع تغذیه AC متصل می‌شود تا شارژ شود، در نیمه مثبت منبع تغذیه AC، جریان از سمت مثبت منبع تغذیه به صفحه مثبت کندانسور جریان می‌یابد به طوری که صفحه مثبت کندانسور مثبت شارژ می‌شود و صفحه منفی آن منفی شارژ می‌شود. در نیمه منفی منبع تغذیه AC، جریان در جهت مخالف جریان می‌یابد، از صفحه مثبت کندانسور خارج شده و به الکترود منفی منبع تغذیه بر می‌گردد، در حالی که صفحه منفی کندانسور مثبت شارژ می‌شود و صفحه مثبت آن منفی شارژ می‌شود.

زمان شارژ

از آنجا که ولتاژ منبع تغذیه AC به طور مداوم تغییر می‌کند، زمان شارژ کندانسور به فرکانس منبع تغذیه AC و مقدار ظرفیت کندانسور بستگی دارد. در طول یک چرخه منبع تغذیه AC، کندانسور در زمان‌های مختلف شارژ می‌شود. هنگامی که ولتاژ منبع تغذیه افزایش می‌یابد، سرعت شارژ کندانسور بیشتر می‌شود. هنگامی که ولتاژ منبع تغذیه کاهش می‌یابد، نرخ شارژ کندانسور کمتر می‌شود و حتی ممکن است شروع به دشارژ کند.

انرژی شارژ

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

فرآیند دشارژ

جهت جریان

هنگامی که کندانسور به طور کامل شارژ شده است، اگر از منبع تغذیه AC جدا شود، کندانسور از طریق بار دشارژ می‌شود. در حین دشارژ، جریان از صفحه مثبت کندانسور خارج شده و از طریق بار به صفحه منفی باز می‌گردد، در جهت مخالف با حین شارژ.

زمان دشارژ

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

انرژی دشارژ

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

تفاوت کلی

تغییر جهت

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

ویژگی‌های زمانی

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

تغییر انرژی

کندانسور در حین شارژ انرژی ذخیره می‌کند و انرژی با تغییر ولتاژ تغذیه تغییر می‌کند؛ در حین دشارژ، کندانسور انرژی را آزاد می‌کند که به تدریج کاهش می‌یابد.