Razlika između punjenja i ispunjenja kondenzatora naizmjeničnim strujama

Kondenzatori se ponašaju drugačije u AC krugovima nego u DC krugovima. Kondenzatori u AC krugu mogu se smatrati stalno opterećenim i ispražnjenim jer se napon izvora struje promjenjivog toka periodički mijenja.

Ponašanje kondenzatora u AC krugovima

• Ekvivalentni su kratkom spoju: U visokofrekventnom AC krugu, kondenzator se ponaša kao kratki spoj jer je njegov otpor (kapacitivna reaktancija) vrlo nizak.

• Ekvivalentni su otvorenom spoju: U niskofrekventnim AC krugovima, kondenzatori imaju veću kapacitivnu reaktanciju i ponašaju se kao otvoreni spojevi.

Proces opterećivanja

Smjer struja

Kada se kondenzator spoji na izvor struje promjenjivog toka kako bi počeo s opterećivanjem, u pozitivnom poluvremenu izvora struje, struja teče od pozitivne završne šipke izvora struje prema pozitivnoj ploči kondenzatora, tako da se pozitivna ploča kondenzatora pozitivno nabije, a negativna ploča negativno. U negativnom poluvremenu izvora struje, struja teče u suprotnom smjeru, izlazi iz pozitivne ploče kondenzatora i vraća se nazad prema negativnoj šipci izvora struje, dok se negativna ploča kondenzatora pozitivno nabije, a pozitivna ploča negativno.

Vrijeme opterećivanja

Budući da se napon izvora struje stalno mijenja, vrijeme opterećivanja kondenzatora ovisi o frekvenciji izvora struje i vrijednosti kapacitance kondenzatora. Tijekom ciklusa izvora struje, kondenzator će biti opterećen u različitim trenutcima. Kada se napon izvora struje povećava, brzina opterećivanja kondenzatora je brža. Kada se napon izvora struje smanji, stopa nabiranja kondenzatora usporava i može čak i započeti sa ispražnjavanjem.

Energija opterećivanja

Energija koju kondenzator skuplja tijekom opterećivanja proporcionalna je kvadratu napona izvora struje i vrijednosti kapacitance kondenzatora. Kada se napon izvora struje poveća, energija koju skuplja kondenzator se povećava. Kada se napon smanji, manje se energije skuplja.

Proces ispražnjavanja

Smjer struja

Kada je kondenzator potpuno opterećen, ako se odspoji od izvora struje, kondenzator će se ispražniti kroz opterbu. Pri ispražnjavanju, struja teče iz pozitivne ploče kondenzatora i vraća se preko opterebe do negativne ploče, u suprotnom smjeru nego pri opterećivanju.

Vrijeme ispražnjavanja

Vrijeme ispražnjavanja kondenzatora ovisi o vrijednosti kapacitance kondenzatora i vrijednosti otpora opterebe. τ=RC Prema vremenskoj konstanti (gdje je R otpor opterebe, a C kapacitancija), vrijeme ispražnjavanja proporcionalno je vremenskoj konstanti. Veća vrijednost kapacitance i veći otpor opterebe, duže je vrijeme ispražnjavanja.

Energija ispražnjavanja

Kondenzator ispušta skupljenu energiju tijekom procesa ispražnjavanja, i kako ispražnjavanje nastavlja, napon na obje strane kondenzatora postepeno opada, struja ispražnjavanja također postepeno opada, a ispuštena energija se smanjuje.

Opće razlikovanje

Promjena smjera

Pri opterećivanju, smjer struje se periodički mijenja s promjenama izvora struje, dok pri ispražnjavanju, smjer struje teče od kondenzatora prema opterebi, a smjer je relativno fiksiran.

Vremenska karakteristika

Vrijeme opterećivanja ovisi o frekvenciji izvora struje i karakteristikama kondenzatora, dok vrijeme ispražnjavanja ovisi o parametrima kondenzatora i opterebe.

Promjena energije

Kondenzator skuplja energiju pri opterećivanju, a energija se mijenja s napajanjem; Pri ispražnjavanju, kondenzator ispušta energiju, koja postepeno opada.