Kondensatory Vs.Rezystory

Kondensatory nie zachowują się tak samo jak rezystory . Podczas gdy Rezystory umożliwiają przepływ elektronów przez nie wprost proporcjonalny do spadku napięcia, kondensatory przeciwstawiają się zmianom napięcia poprzez pobranie lub doprowadzenie prądu podczas ładowania lub rozładowania do nowego poziomu napięcia.

przepływ elektronów „przez” kondensator jest wprost proporcjonalny do szybkości zmiany napięcia w kondensatorze. Owa opozycja wobec zmiany napięcia jest inną formą reaktancji, jednak dokładnie odwrotną do tej, jaką wykazują induktorki.

charakterystyka obwodu kondensatora

wyrażona matematycznie zależność między prądem „przez” kondensator a szybkością zmiany napięcia w kondensatorze jest taka:

wyrażenie de / dt jest jednym z obliczeń, co oznacza szybkość zmiany chwilowego napięcia (e) w czasie, w woltach na sekundę. Pojemnoĺ „Ä ‡ (C) jest w Faradach, a prÄ … d chwilowy (i), oczywiĹ” cie, jest w amperach.

czasami znajdziesz szybkość chwilowej zmiany napięcia w czasie wyrażoną jako dv/dt zamiast de / dt: używając małej litery „v” zamiast ” e ” do reprezentowania napięcia, ale oznacza to dokładnie to samo. Aby pokazać, co dzieje się z prądem przemiennym, przeanalizujmy prosty obwód kondensatora:

czysty Obwód pojemnościowy: napięcie kondensatora opóźnia prąd kondensatora o 90°

gdybyśmy mieli narysować prąd i napięcie dla tego bardzo prostego obwodu, wyglądałoby to mniej więcej tak:

czyste przebiegi obwodu pojemnościowego.

pamiętaj, że prąd przez kondensator jest reakcją na zmianę napięcia w jego obrębie.

w związku z tym chwilowy prąd jest zerowy, gdy chwilowe napięcie jest na szczycie (zerowa zmiana lub nachylenie poziomu na sinusoidzie napięcia), a chwilowy prąd jest na szczycie, gdy chwilowe napięcie jest na maksymalnej zmianie (punkty największego nachylenia na fali napięcia, gdzie przecina linię zerową).

powoduje to falę napięcia, która jest -90° poza fazą z falą prądową. Patrząc na wykres, fala prądowa wydaje się mieć „przewagę” nad falą napięcia; prąd „prowadzi” napięcie, a napięcie „pozostaje” za prądem.

napięcie utrzymuje się o 90° w czystym obwodzie pojemnościowym.

jak można się domyślić, ta sama niezwykła fala mocy, którą widzieliśmy z prostym obwodem indukcyjnym, jest również obecna w prostym obwodzie kondensatora:

w czystym obwodzie pojemnościowym chwilowa moc może być dodatnia lub ujemna.

podobnie jak w przypadku prostego obwodu indukcyjnego, przesunięcie fazowe o 90 stopni między napięciem a prądem powoduje falę mocy, która zmienia się równo między dodatnim i ujemnym. Oznacza to, że kondensator nie rozprasza mocy, ponieważ reaguje na zmiany napięcia; po prostu absorbuje i uwalnia energię, na przemian.

reaktancja kondensatora

opozycja kondensatora wobec zmiany napięcia przekłada się na opozycję do napięcia przemiennego w ogóle, które z definicji zawsze zmienia się w chwilowej wielkości i kierunku.

dla dowolnej wielkości napięcia przemiennego przy danej częstotliwości kondensator o określonej wielkości „poprowadzi” pewną wielkość prądu przemiennego.

tak jak prąd przez rezystor jest funkcją napięcia na rezystorze i rezystancji oferowanej przez rezystor, prąd przemienny przez kondensator jest funkcją napięcia przemiennego na nim, a reaktancja oferowana przez kondensator.

podobnie jak w przypadku cewek indukcyjnych, reaktancja kondensatora jest wyrażona w omach i symbolizowana przez literę X (lub XC, aby być bardziej szczegółowym).

ponieważ Kondensatory „przewodzą” prąd proporcjonalnie do szybkości zmiany napięcia, przepuszczą więcej prądu dla szybciej zmieniających się napięć (ponieważ ładują i rozładowują się do tych samych szczytów napięcia w krótszym czasie), a mniej prądu dla wolniej zmieniających się napięć.

oznacza to, że reaktancja w omach dla dowolnego kondensatora jest odwrotnie proporcjonalna do częstotliwości prądu przemiennego.

reaktancja kondensatora 100 uF:

należy pamiętać, że relacja reaktancji pojemnościowej do częstotliwości jest dokładnie odwrotna od reaktancji indukcyjnej.

reaktancja pojemnościowa (w omach) maleje wraz ze wzrostem częstotliwości prądu przemiennego. Odwrotnie, reaktancja indukcyjna (w omach) wzrasta wraz ze wzrostem częstotliwości prądu przemiennego. Cewki przeciwstawiają się szybszym zmianom prądów, wytwarzając większe spadki napięcia; kondensatory przeciwstawiają się szybszym zmianom spadków napięcia, umożliwiając większe prądy.

podobnie jak w przypadku induktorów, termin 2NF równania reaktancji można zastąpić małą grecką literą Omega (ω), która jest określana jako prędkość kątowa obwodu prądu przemiennego. Tak więc równanie XC = 1/(2nfc) można również zapisać jako XC = 1 / (wC), z ω przeliczanym w jednostkach radianów na sekundę.

prąd przemienny w prostym obwodzie pojemnościowym jest równy napięciu (w woltach) podzielonemu przez reaktancję pojemnościową (w omach), tak jak prąd przemienny lub stały w prostym obwodzie rezystancyjnym jest równy napięciu (w woltach) podzielonemu przez rezystancję (w omach). Poniższy układ ilustruje tę matematyczną zależność na przykładzie:

reaktancja pojemnościowa.

jednak musimy pamiętać, że napięcie i prąd nie są tutaj w fazie. Jak pokazano wcześniej, prąd ma przesunięcie fazowe o + 90° w stosunku do napięcia. Jeśli matematycznie przedstawimy te kąty fazowe napięcia i prądu, możemy obliczyć kąt fazowy reaktywnej opozycji kondensatora do prądu.

napięcie pozostaje prądem o 90° w kondensatorze.

matematycznie mówimy, że kąt fazowy opozycji kondensatora do prądu wynosi -90°, co oznacza, że opozycja kondensatora do prądu jest ujemną ilością urojoną. (Patrz rysunek powyżej.) Ten kąt fazowy reaktywnej opozycji do prądu staje się krytycznie ważny w analizie obwodów, zwłaszcza w złożonych obwodach prądu przemiennego, w których reaktancja i rezystancja oddziałują.

korzystne okaże się reprezentowanie opozycji dowolnego składnika do prądu pod względem liczb zespolonych, a nie tylko skalarnych ilości rezystancji i reaktancji.

recenzja:

• reaktancja pojemnościowa jest opozycją, którą Kondensator oferuje prądowi zmiennemu ze względu na jego przesunięte fazowo magazynowanie i uwalnianie energii w polu elektrycznym. Reaktancja jest symbolizowana przez wielką literę ” X ” i jest mierzona w omach, podobnie jak rezystancja (R).
• reaktancja pojemnościowa może być obliczona według następującego wzoru: XC = 1/(2NFC)
• reaktancja pojemnościowa maleje wraz ze wzrostem częstotliwości. Innymi słowy, im wyższa częstotliwość, tym mniej się przeciwstawia (tym bardziej „przewodzi”) prądowi PRZEMIENNEMU.

powiązane arkusze:

• Kondensatory