Різниця між заряджанням і розряджанням конденсаторів змінним струмом

Конденсатори поводяться по-різному в колах змінного струму (AC) порівняно з колами постійного струму (DC). Конденсатори в колі AC можна розглядати як постійно заряджані та розряджані, оскільки напруга джерела живлення AC періодично змінюється.

Поведінка конденсаторів в колах AC

• Еквівалент короткого замикання: У високочастотному колі AC конденсатор поводиться як коротке замикання, оскільки його імпеданс (емпіданс ємності) дуже низький.

• Еквівалент відкритої цепи: У низькочастотних колах AC конденсатори мають більший емпіданс ємності та поводяться як відкриті цепи.

Процес зарядження

Напрямок струму

Коли конденсатор підключено до джерела живлення AC для початку зарядження, у додатній половині джерела живлення AC, струм тече від додатного контакту джерела живлення до додатної пластини конденсатора, так що додатна пластина конденсатора заряджується додатно, а від'ємна — від'ємно. У від'ємній половині джерела живлення AC, струм тече в протилежному напрямку, виходячи з додатної пластини конденсатора і повертаючись до від'ємного контакту джерела живлення, при цьому від'ємна пластина конденсатора заряджується додатно, а додатна — від'ємно.

Час зарядження

Оскільки напруга джерела живлення AC постійно змінюється, час зарядження конденсатора залежить від частоти джерела живлення AC та значення ємності конденсатора. Протягом одного циклу джерела живлення AC, конденсатор буде заряджатися в різні моменти. Коли напруга джерела живлення зростає, швидкість зарядження конденсатора збільшується. Коли напруга джерела живлення спадає, швидкість зарядження конденсатора сповільнюється і може навіть почати розряджатися.

Енергія зарядження

Енергія, яка зберігається конденсатором під час зарядження, пропорційна квадрату напруги джерела живлення та значенню ємності конденсатора. Коли напруга джерела живлення AC зростає, енергія, яка зберігається конденсатором, збільшується. Коли напруга спадає, зберігається менше енергії.

Процес розрядження

Напрямок струму

Коли конденсатор повністю заряджений, якщо його відключити від джерела живлення AC, конденсатор буде розряджатися через навантаження. Під час розрядження струм тече з додатної пластини конденсатора і повертається до від'ємної пластини через навантаження, в протилежному напрямку, ніж під час зарядження.

Час розрядження

Час розрядження конденсатора залежить від значення ємності конденсатора та опору навантаження. τ=RC За формулою часової константи (де R — опір навантаження, а C — значення ємності), час розрядження пропорційний часовій константі. Чим більше значення ємності та опору навантаження, тим довше триватиме розрядження.

Енергія розрядження

Конденсатор випускає збережену енергію під час процесу розрядження, і по мірі розрядження, напруга на обидвох кінцях конденсатора поступово зменшується, струм розрядження також поступово зменшується, і випускається все менше енергії.

Загальне відрізняння

Зміна напрямку

Під час зарядження напрямок струму періодично змінюється разом зі зміною джерела живлення AC, тоді як під час розрядження, напрямок струму тече від конденсатора до навантаження, і напрямок є відносно фіксованим.

Часова характеристика

Час зарядження залежить від частоти джерела живлення AC та характеристик конденсатора, тоді як час розрядження залежить від параметрів конденсатора та навантаження.

Зміна енергії

Конденсатор зберігає енергію під час зарядження, і енергія змінюється разом з напругою джерела живлення; Під час розрядження, конденсатор випускає енергію, яка поступово зменшується.