ตัวเก็บประจุทำอย่างไรในวงจร AC?

หากเชื่อมต่อแหล่งจ่ายไฟ AC แล้วกับตัวต้านทานแล้วกระแสและแรงดันไฟฟ้าในวงจรที่จุดในแผนภาพเวลาจะเป็นสัดส่วนกับแต่ละอื่น ๆ ซึ่งหมายความว่าเส้นโค้งในปัจจุบันและแรงดันไฟฟ้าจะถึงค่า "peak" ในเวลาเดียวกัน ในเวลาเดียวกันเราบอกว่าปัจจุบันและแรงดันไฟฟ้าอยู่ในเฟส

ตอนนี้ให้เราพิจารณาวิธีการทำงานของตัวเก็บประจุในวงจร AC

หากเชื่อมต่อแหล่งจ่ายไฟ AC ไว้ตัวเก็บประจุค่าสูงสุดของแรงดันไฟฟ้าบนมันจะเป็นสัดส่วนกับค่าสูงสุดของกระแสที่ไหลในวงจร คลื่นไซโคลนแรงดันไฟฟ้าจะไม่โจมตีในเวลาเดียวกับกระแสไฟฟ้าสูงสุด

ในตัวอย่างนี้ปัจจุบันถึงปัจจุบันค่าสูงสุดสำหรับไตรมาสของช่วงเวลา (90 el.grad) เร็วกว่าที่จะทำให้แรงดันไฟฟ้า ในกรณีนี้พวกเขากล่าวว่า "กระแสไฟฟ้าอยู่ข้างหน้าแรงดันไฟฟ้า 90 °"

แตกต่างจากสถานการณ์ในวงจรกระแสตรง dc,ค่าของ V / I ไม่คงที่ที่นี่ อย่างไรก็ตามอัตราส่วน V max / I max เป็นค่าที่มีประโยชน์มากในด้านวิศวกรรมไฟฟ้าเรียกว่า capacitive resistance (Xc) ของส่วนประกอบ เนื่องจากค่านี้ยังคงสะท้อนถึงอัตราส่วนของแรงดันไฟฟ้าต่อปัจจุบันนั่นคือ ในแง่ทางกายภาพคือความต้านทานหน่วยวัดคืออ้อม ค่า Xc ของตัวเก็บประจุขึ้นอยู่กับความจุ (C) และความถี่ของกระแสสลับ (f)

ตั้งแต่ตัวเก็บประจุในวงจรกระแสสลับค่ารูทรากเฉลี่ยของแรงดันไฟฟ้าถูกนำมาใช้ในวงจรนี้กระแสกระแสสลับเดียวกันซึ่งถูก จำกัด ด้วยตัวเก็บประจุ ข้อ จำกัด นี้เกิดจาก reactance ของตัวเก็บประจุ

ดังนั้นค่าของกระแสไฟฟ้าในวงจรซึ่งไม่มีส่วนประกอบอื่นใดนอกจากตัวเก็บประจุจะถูกกำหนดโดยทางเลือกของกฎของโอห์ม

ผม_RMS = U_RMS / X_C

U ที่ไหน_RMS - แรงดันไฟฟ้า rms โปรดทราบว่า X_ด้วย แทนค่าของ R ในรูปแบบของกฎของโอห์มสำหรับกระแสไฟตรง

ตอนนี้เราจะเห็นว่าตัวเก็บประจุในวงจรAC ทำงานค่อนข้างแตกต่างจากตัวต้านทานคงตัวและสถานการณ์ในที่นี้มีความซับซ้อนมากขึ้น เพื่อให้เข้าใจถึงกระบวนการที่เกิดขึ้นในห่วงโซ่ดังกล่าวจะเป็นประโยชน์มากขึ้นในการแนะนำแนวคิดดังกล่าวเป็นเวกเตอร์

ความคิดหลักของเวกเตอร์คือความคิดที่ว่า(ซึ่งไม่ขึ้นอยู่กับเวลา) และสัญญาณที่ซับซ้อนบางอย่างที่เป็นหน้าที่ของเวลา

ยกตัวอย่างเช่นเราสามารถแทนฟังก์ชัน A cos (2πνt + θ) เป็นค่าคงที่ที่ซับซ้อน A ∙ e^jΘ .

เนื่องจากเวกเตอร์มีขนาด (หรือโมดูลัส) และมุมพวกเขาจะแสดงเป็นภาพโดยลูกศร (หรือเวกเตอร์) หมุนในระนาบ XY

โดยคำนึงถึงแรงดันไฟฟ้าที่ตัวเก็บประจุ"Lags" ในความสัมพันธ์กับกระแสที่เป็นตัวแทนของพวกเขาเวกเตอร์จะอยู่ในระนาบที่ซับซ้อนดังแสดงในรูปด้านบน ในรูปนี้พาหะกระแสและแรงดันจะหมุนไปในทิศทางที่ตรงกันข้ามกับทิศทางตามเข็มนาฬิกา

ในตัวอย่างของเรากระแสไฟฟ้าที่ตัวเก็บประจุเกิดจากชาร์จเป็นระยะ ๆ เนื่องจากตัวเก็บประจุในวงจร AC มีความสามารถในการสะสมและปล่อยประจุไฟฟ้าเป็นระยะ ๆ จึงมีการแลกเปลี่ยนพลังงานระหว่างอุปกรณ์กับแหล่งจ่ายไฟอย่างต่อเนื่องซึ่งในทางวิศวกรรมไฟฟ้าเรียกว่า reactive