Het verschil tussen het opladen en ontladen van condensatoren met wisselstroom

Condensatoren gedragen zich in wisselstroomcircuits anders dan in gelijkstroomcircuits. Condensatoren in een wisselstroomcircuit kunnen worden gezien als voortdurend opladen en ontladen omdat de spanning van een wisselstroomvoeding periodiek verandert.

Gedrag van condensatoren in wisselstroomcircuits

• Equivalent aan kortsluiting: In een hoogfrequent wisselstroomcircuit gedraagt een condensator zich als een kortsluiting omdat zijn impedantie (capacitieve reactantie) zeer laag is.

• Equivalent aan open circuit: In lagefrequentie wisselstroomcircuits hebben condensatoren een hogere capacitieve reactantie en gedragen zich als open circuits.

Oplaadproces

Stroomrichting

Wanneer de condensator wordt aangesloten op de wisselstroomvoeding om te beginnen met opladen, stroomt in de positieve helft van de wisselstroomvoeding de stroom van de positieve pool van de voeding naar het positieve plaat van de condensator, zodat het positieve plaat van de condensator positief geladen wordt en het negatieve plaat negatief geladen. In de negatieve helft van de wisselstroomvoeding is de stroom in de tegengestelde richting, stroomt uit het positieve plaat van de condensator terug naar de negatieve elektrode van de voeding, terwijl het negatieve plaat van de condensator positief geladen wordt en het positieve plaat negatief geladen.

Oplaadtijd

Aangezien de spanning van de wisselstroomvoeding voortdurend verandert, hangt de oplaadtijd van de condensator af van de frequentie van de wisselstroomvoeding en de capaciteit van de condensator. Tijdens een cyclus van de wisselstroomvoeding zal de condensator op verschillende tijdstippen worden opgeladen. Wanneer de voedingspanning stijgt, is de oplaadsnelheid van de condensator sneller. Wanneer de voedingspanning daalt, vertraagt de oplaadsnelheid van de condensator en kan deze zelfs beginnen met ontladen.

Oplaadenergie

De energie die door een condensator tijdens het opladen wordt opgeslagen, is evenredig met het kwadraat van de voedingspanning en de capaciteit van de condensator. Wanneer de spanning van de wisselstroomvoeding toeneemt, neemt de opgeslagen energie van de condensator toe. Wanneer de spanning daalt, wordt minder energie opgeslagen.

Ontlaadproces

Stroomrichting

Wanneer de condensator volledig is opgeladen en wordt losgekoppeld van de wisselstroomvoeding, zal de condensator via de belasting ontladen. Tijdens het ontladen stroomt de stroom uit het positieve plaat van de condensator en keert terug naar het negatieve plaat via de belasting, in de tegengestelde richting ten opzichte van het oplaadproces.

Ontlaadtijd

De ontlaadtijd van de condensator hangt af van de capaciteit van de condensator en de weerstandswaarde van de belasting. τ=RC Volgens de tydconstante (waarbij R de belastingsweerstand is en C de capaciteit), is de ontlaadtijd evenredig met de tydconstante. Hoe groter de capaciteit en de belastingsweerstand, hoe langer de ontlaadtijd.

Ontlaadenergie

De condensator geeft de opgeslagen energie vrij tijdens het ontladen, en naarmate het ontladen vordert, neemt de spanning aan beide einden van de condensator geleidelijk af, de ontladingsstroom neemt ook geleidelijk af, en de vrijgegeven energie wordt steeds minder.

Algemene onderscheiding

Richtingsverandering

Tijdens het opladen verandert de stroomrichting periodiek met de verandering van de wisselstroomvoeding, terwijl bij het ontladen de stroomrichting van de condensator naar de belasting stroomt, en de richting is relatief vast.

Tydkarakteristiek

De oplaadtijd hangt af van de frequentie van de wisselstroomvoeding en de eigenschappen van de condensator, terwijl de ontlaadtijd afhangt van de parameters van de condensator en de belasting.

Energieverandering

De condensator slaat energie op tijdens het opladen, en de energie verandert met de voedingspanning; Tijdens het ontladen geeft de condensator energie vrij, die geleidelijk afneemt.