ความแตกต่างระหว่างการชาร์จและการปล่อยประจุของตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าสลับ

คอนเดนเซอร์มีพฤติกรรมที่แตกต่างกันในวงจร AC เมื่อเทียบกับวงจร DC คอนเดนเซอร์ในวงจร AC สามารถมองได้ว่ากำลังชาร์จและปล่อยประจุอย่างต่อเนื่องเนื่องจากแรงดันของแหล่งจ่ายไฟ AC เปลี่ยนแปลงอย่างสม่ำเสมอ

พฤติกรรมของคอนเดนเซอร์ในวงจร AC

• เทียบเท่ากับวงจรป้อนตรง: ในวงจร AC ความถี่สูง คอนเดนเซอร์จะแสดงพฤติกรรมเหมือนวงจรป้อนตรงเนื่องจากอิมพีแดนซ์ (ปฏิกิริยาความจุ) ต่ำมาก

• เทียบเท่ากับวงจรเปิด: ในวงจร AC ความถี่ต่ำ คอนเดนเซอร์มีปฏิกิริยาความจุสูงและแสดงพฤติกรรมเหมือนวงจรเปิด

กระบวนการชาร์จ

ทิศทางของกระแสไฟฟ้า

เมื่อคอนเดนเซอร์เชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟ AC เพื่อเริ่มการชาร์จ ในครึ่งวงจรบวกของแหล่งจ่ายไฟ AC กระแสไฟฟ้าจะไหลจากขั้วบวกของแหล่งจ่ายไฟไปยังแผ่นบวกของคอนเดนเซอร์ ทำให้แผ่นบวกของคอนเดนเซอร์มีประจุบวกและแผ่นลบมีประจุลบ ในครึ่งวงจรลบของแหล่งจ่ายไฟ AC กระแสจะไหลในทิศทางตรงกันข้าม ไหลออกจากแผ่นบวกของคอนเดนเซอร์กลับไปยังขั้วลบของแหล่งจ่ายไฟ ในขณะที่แผ่นลบของคอนเดนเซอร์มีประจุบวกและแผ่นบวกมีประจุลบ

เวลาในการชาร์จ

เนื่องจากแรงดันของแหล่งจ่ายไฟ AC เปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่อง เวลาในการชาร์จของคอนเดนเซอร์ขึ้นอยู่กับความถี่ของแหล่งจ่ายไฟ AC และค่าความจุของคอนเดนเซอร์ ในหนึ่งรอบของแหล่งจ่ายไฟ AC คอนเดนเซอร์จะชาร์จในเวลาที่แตกต่างกัน เมื่อแรงดันของแหล่งจ่ายไฟเพิ่มขึ้น ความเร็วในการชาร์จของคอนเดนเซอร์จะเร็วขึ้น เมื่อแรงดันของแหล่งจ่ายไฟลดลง ความเร็วในการชาร์จของคอนเดนเซอร์จะช้าลงและอาจเริ่มปล่อยประจุ

พลังงานในการชาร์จ

พลังงานที่คอนเดนเซอร์เก็บสะสมระหว่างการชาร์จจะแปรผันตามกำลังสองของแรงดันแหล่งจ่ายไฟและความจุของคอนเดนเซอร์ เมื่อแรงดันของแหล่งจ่ายไฟ AC เพิ่มขึ้น พลังงานที่คอนเดนเซอร์เก็บสะสมจะเพิ่มขึ้น เมื่อแรงดันลดลง พลังงานที่เก็บสะสมจะน้อยลง

กระบวนการปล่อยประจุ

ทิศทางของกระแสไฟฟ้า

เมื่อคอนเดนเซอร์ชาร์จเต็มแล้ว หากถอดออกจากแหล่งจ่ายไฟ AC คอนเดนเซอร์จะปล่อยประจุผ่านโหลด เมื่อปล่อยประจุ กระแสไฟฟ้าจะไหลออกจากแผ่นบวกของคอนเดนเซอร์และกลับไปยังแผ่นลบผ่านโหลด ในทิศทางตรงกันข้ามกับการชาร์จ

เวลาในการปล่อยประจุ

เวลาในการปล่อยประจุของคอนเดนเซอร์ขึ้นอยู่กับค่าความจุของคอนเดนเซอร์และค่าความต้านทานของโหลด τ=RC ตามค่าคงที่เวลา (โดย R คือความต้านทานโหลดและ C คือค่าความจุ) เวลาในการปล่อยประจุจะแปรผันตามค่าคงที่เวลา ค่าความจุและความต้านทานโหลดยิ่งมาก เวลาในการปล่อยประจุยิ่งยาวนานขึ้น

พลังงานในการปล่อยประจุ

คอนเดนเซอร์ปล่อยพลังงานที่เก็บสะสมระหว่างการปล่อยประจุ และเมื่อการปล่อยประจุดำเนินไป แรงดันทั้งสองข้างของคอนเดนเซอร์จะลดลงอย่างค่อยเป็นค่อยไป กระแสไฟฟ้าในการปล่อยประจุก็จะลดลง และพลังงานที่ปล่อยออกมายิ่งน้อยลง

ความแตกต่างโดยรวม

การเปลี่ยนทิศทาง

เมื่อชาร์จ ทิศทางของกระแสไฟฟ้าจะเปลี่ยนแปลงอย่างสม่ำเสมอตามการเปลี่ยนแปลงของแหล่งจ่ายไฟ AC ในขณะที่เมื่อปล่อยประจุ ทิศทางของกระแสไฟฟ้าจะไหลจากคอนเดนเซอร์ไปยังโหลด และทิศทางค่อนข้างคงที่

ลักษณะเฉพาะทางเวลา

เวลาในการชาร์จขึ้นอยู่กับความถี่ของแหล่งจ่ายไฟ AC และคุณสมบัติของคอนเดนเซอร์ ในขณะที่เวลาในการปล่อยประจุขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์ของคอนเดนเซอร์และโหลด

การเปลี่ยนแปลงของพลังงาน

คอนเดนเซอร์เก็บพลังงานเมื่อชาร์จ และพลังงานจะเปลี่ยนแปลงตามแรงดันของแหล่งจ่ายไฟ เมื่อปล่อยประจุ คอนเดนเซอร์จะปล่อยพลังงานซึ่งจะลดลงอย่างค่อยเป็นค่อยไป