Айнымалы ток тізбегінде конденсатор қалай әрекет етеді?

Айнымалы ток тізбегінде конденсатор қалай әрекет етеді?
Айнымалы ток тізбегінде конденсатор қалай әрекет етеді?
Anonim

Егер айнымалы ток қуат көзі резисторға қосылған болса, онда уақыт диаграммасының кез келген нүктесіндегі тізбектегі ток пен кернеу бір-біріне пропорционал болады. Бұл ток пен кернеудің қисық сызықтары бір уақытта «шың» мәніне жетеді дегенді білдіреді. Бұл ретте ток пен кернеу фазада екенін айтамыз.

Енді конденсатор айнымалы ток тізбегінде қалай әрекет ететінін қарастырыңыз.

айнымалы ток конденсаторы
айнымалы ток конденсаторы

Егер конденсатор айнымалы ток кернеу көзіне қосылса, ондағы максималды кернеу тізбектегі ең жоғары токқа пропорционал болады. Дегенмен, кернеу синус толқынының шыңы токтың шыңымен бір уақытта болмайды.

Бұл мысалда токтың лездік мәні кернеуден бұрын периодтың төрттен бір бөлігінде (90 эл.град.) ең жоғары мәніне жетеді. Бұл жағдайда олар «ток кернеуді 90◦ әкеледі» дейді.

Тұрақты ток тізбегіндегі жағдайдан айырмашылығы, мұнда V/I мәні тұрақты емес. Осыған қарамастан, V max / I max қатынасы өте пайдалы мән болып табылады және оны электротехникада сыйымдылық деп атайды.(Xc) компоненті. Бұл мән әлі де кернеудің токқа қатынасын білдіретіндіктен, яғни. физикалық мағынада бұл қарсылық, оның өлшем бірлігі Ом. Конденсатордың Xc мәні оның сыйымдылығына (C) және айнымалы ток жиілігіне (f) байланысты.

Айнымалы ток тізбегіндегі конденсаторға орташа квадраттық кернеу қолданылатындықтан, конденсатормен шектелген сол тізбекте бірдей айнымалы ток өтеді. Бұл шектеу конденсатордың реактивтілігіне байланысты.

конденсатор тогы
конденсатор тогы

Сондықтан конденсатордан басқа компоненттері жоқ тізбектегі токтың мәні Ом заңының балама нұсқасымен анықталады

IRMS=URMS / XC

Мұндағы URMS - орташа квадраттық мән (орта теңдік) кернеу мәні. Ом заңының тұрақты нұсқасында Xc R орнын ауыстыратынын ескеріңіз.

Енді біз айнымалы ток тізбегіндегі конденсатордың тұрақты резистордан мүлде басқаша әрекет ететінін көріп отырмыз және мұндағы жағдай сәйкесінше күрделірек. Мұндай тізбекте болып жатқан процестерді жақсырақ түсіну үшін вектор сияқты ұғымды енгізу пайдалы.

тұрақты резистор
тұрақты резистор

Вектордың негізгі идеясы уақыт бойынша өзгеретін сигналдың күрделі мәні күрделі санның (уақыттан тәуелсіз) және кейбір күрделі сигналдың көбейтіндісі ретінде ұсынылуы мүмкін деген түсінік болып табылады. уақыт функциясы.

Мысалы, біз A функциясын көрсете аламызcos(2πνt + θ) күрделі тұрақты A∙ejΘ.

Векторлар шама (немесе модуль) және бұрышпен берілгендіктен, олар графикалық түрде XY жазықтығында айналатын көрсеткі (немесе вектор) арқылы берілген.

Конденсатордағы кернеу токқа қатысты «кеші» екенін ескере отырып, оларды білдіретін векторлар жоғарыдағы суретте көрсетілгендей күрделі жазықтықта орналасқан. Бұл суретте ток және кернеу векторлары сағат тіліне қарсы бағытта айналады.

Біздің мысалда конденсатордағы ток оның мерзімді қайта зарядталуына байланысты. Айнымалы ток тізбегіндегі конденсатор периодты түрде электр зарядын жинақтау және разрядтау мүмкіндігіне ие болғандықтан, онымен қуат көзі арасында тұрақты энергия алмасу жүреді, оны электротехникада реактивті деп атайды.

Ұсынылған: