Com es comporta un condensador en un circuit de CA?

Com es comporta un condensador en un circuit de CA?
Com es comporta un condensador en un circuit de CA?
Anonim

Si es connecta una font d'alimentació de CA a una resistència, el corrent i la tensió del circuit en qualsevol punt del diagrama de temps seran proporcionals entre si. Això significa que les corbes de corrent i tensió arribaran al valor "pic" al mateix temps. En fer-ho, diem que el corrent i la tensió estan en fase.

Ara considereu com es comportarà un condensador en un circuit de CA.

condensador de CA
condensador de CA

Si un condensador està connectat a una font de tensió CA, la tensió màxima a través d'ella serà proporcional al corrent màxim que flueix al circuit. Tanmateix, el pic de l'ona sinusoïdal de tensió no es produirà al mateix temps que el pic del corrent.

En aquest exemple, el valor instantani del corrent assoleix el seu valor màxim un quart de període (90 el.deg.) abans que ho faci la tensió. En aquest cas, diuen que "el corrent porta la tensió en 90◦".

A diferència de la situació del circuit de corrent continu, el valor V/I aquí no és constant. No obstant això, la relació V max / I max és un valor molt útil i s'anomena capacitat en enginyeria elèctrica.(Xc) component. Com que aquest valor encara representa la relació de tensió a corrent, és a dir. en el sentit físic és la resistència, la seva unitat de mesura és l'ohm. El valor Xc d'un condensador depèn de la seva capacitat (C) i freqüència de CA (f).

Com que la tensió rms s'aplica al condensador en un circuit de CA, el mateix corrent CA flueix en aquest circuit, que està limitat pel condensador. Aquesta limitació es deu a la reactància del condensador.

corrent del condensador
corrent del condensador

Per tant, el valor del corrent en un circuit que no conté components més que un condensador està determinat per una versió alternativa de la llei d'Ohm

IRMS=URMS / XC

On URMS és el valor de tensió rms (rms). Tingueu en compte que Xc substitueix R a la versió de corrent continu de la llei d'Ohm.

Ara veiem que un condensador en un circuit de CA es comporta de manera molt diferent d'una resistència fixa, i la situació aquí és corresponentment més complicada. Per entendre millor els processos que es produeixen en aquesta cadena, és útil introduir aquest concepte com a vector.

resistència fixa
resistència fixa

La idea bàsica d'un vector és la noció que el valor complex d'un senyal variable en el temps es pot representar com el producte d'un nombre complex (que és independent del temps) i un senyal complex que és un funció del temps.

Per exemple, podem representar la funció Acos(2πνt + θ) igual que una constant complexa A∙ejΘ.

Com que els vectors es representen per magnitud (o mòdul) i angle, es representen gràficament per una fletxa (o vector) que gira en el pla XY.

Atès que la tensió del condensador és "retard" en relació amb el corrent, els vectors que els representen es troben en el pla complex tal com es mostra a la figura anterior. En aquesta figura, els vectors de corrent i tensió giren en sentit contrari al sentit de les agulles del rellotge.

Al nostre exemple, el corrent del condensador es deu a la seva recàrrega periòdica. Com que el condensador del circuit de CA té la capacitat d'acumular i descarregar periòdicament una càrrega elèctrica, hi ha un intercanvi constant d'energia entre ell i la font d'energia, que en enginyeria elèctrica s'anomena reactiu.

Recomanat: