Hoe tree 'n kapasitor op in 'n WS-kring?

Hoe tree 'n kapasitor op in 'n WS-kring?
Hoe tree 'n kapasitor op in 'n WS-kring?
Anonim

As 'n WS-kragbron aan 'n resistor gekoppel is, dan sal die stroom en spanning in die stroombaan op enige punt in die tydsberekeningsdiagram eweredig aan mekaar wees. Dit beteken dat die stroom- en spanningskrommes terselfdertyd die "piek" waarde sal bereik. Sodoende sê ons dat die stroom en spanning in fase is.

Beskou nou hoe 'n kapasitor in 'n WS-kring sal optree.

AC kapasitor
AC kapasitor

As 'n kapasitor aan 'n WS-spanningsbron gekoppel is, sal die maksimum spanning daaroor eweredig wees aan die maksimum stroom wat in die stroombaan vloei. Die piek van die spanningsinusgolf sal egter nie op dieselfde tyd as die piek van die stroom plaasvind nie.

In hierdie voorbeeld bereik die oombliklike waarde van die stroom sy maksimum waarde 'n kwart van 'n periode (90 el.deg.) voordat die spanning dit doen. In hierdie geval sê hulle dat "die stroom die spanning met 90◦ lei".

Anders as die situasie in die GS-stroombaan, is die V/I-waarde hier nie konstant nie. Nietemin is die verhouding V maks / I maks 'n baie nuttige waarde en word kapasitansie in elektriese ingenieurswese genoem.(Xc) komponent. Aangesien hierdie waarde steeds die verhouding van spanning tot stroom verteenwoordig, d.w.s. in die fisiese sin is dit weerstand, sy maateenheid is die ohm. Die Xc-waarde van 'n kapasitor hang af van sy kapasitansie (C) en AC-frekwensie (f).

Omdat die wgk-spanning op die kapasitor in 'n WS-kring toegepas word, vloei dieselfde WS-stroom in daardie stroombaan, wat deur die kapasitor beperk word. Hierdie beperking is as gevolg van die reaktansie van die kapasitor.

kapasitorstroom
kapasitorstroom

Daarom word die waarde van stroom in 'n stroombaan wat geen ander komponente as 'n kapasitor bevat nie, bepaal deur 'n alternatiewe weergawe van Ohm se wet

IRMS=URMS / XC

Waar URMS die wgk (wgk) spanningwaarde is. Let daarop dat Xc R vervang in die DC-weergawe van Ohm se wet.

Nou sien ons dat 'n kapasitor in 'n WS-kring baie anders optree as 'n vaste resistor, en die situasie hier is dienooreenkomstig meer ingewikkeld. Om die prosesse wat in so 'n ketting plaasvind beter te verstaan, is dit nuttig om so 'n konsep as 'n vektor bekend te stel.

vaste weerstand
vaste weerstand

Die basiese idee van 'n vektor is die idee dat die komplekse waarde van 'n tyd-varierende sein voorgestel kan word as die produk van 'n komplekse getal (wat onafhanklik van tyd is) en een of ander komplekse sein wat 'n funksie van tyd.

Ons kan byvoorbeeld die funksie A voorstelcos(2πνt + θ) net as 'n komplekse konstante A∙ejΘ.

Aangesien vektore deur grootte (of modulus) en hoek voorgestel word, word hulle grafies voorgestel deur 'n pyl (of vektor) wat in die XY-vlak roteer.

Gegewe dat die spanning op die kapasitor "vertraging" is in verhouding tot die stroom, is die vektore wat hulle verteenwoordig in die komplekse vlak geleë soos in die figuur hierbo getoon. In hierdie figuur draai die stroom- en spanningsvektore in die teenoorgestelde rigting van die kloksgewyse rigting.

In ons voorbeeld is die stroom op die kapasitor te wyte aan sy periodieke herlaai. Aangesien die kapasitor in die WS-kring die vermoë het om periodiek 'n elektriese lading op te bou en te ontlaai, is daar 'n konstante uitruil van energie tussen dit en die kragbron, wat in elektriese ingenieurswese reaktief genoem word.

Aanbeveel: