كيف يتصرف المكثف في دائرة التيار المتردد؟

إذا كان مصدر طاقة التيار المتردد متصلاًإلى المقاوم ، فإن التيار والجهد في الدائرة في أي نقطة في المخطط الزمني سيكون متناسبًا مع بعضهما البعض. وهذا يعني أن المنحنيات الحالية والجهوية ستصل إلى قيمة "ذروة" في نفس الوقت. في نفس الوقت نقول أن التيار والجهد في الطور.

دعونا ننظر الآن كيف يتصرف مكثف في دائرة AC.

إذا تم توصيل مصدر جهد التيار المترددمكثف ، والقيمة القصوى للجهد على أنها ستكون متناسبة مع القيمة القصوى للتدفق الحالي في الدائرة. ومع ذلك ، فإن ذروة موجة جيبية الجهد لن تهاجم في نفس الوقت كالتيار الأقصى.

في هذا المثال ، يصل التيار الفوريالقيمة القصوى من خلال فترة الربع (90 el.grad.) قبل أن سيجعل الإجهاد. في هذه الحالة نقول أن "التيار يقود التيار الكهربائي من خلال 90◦».

على عكس الوضع في دائرة التيار المستمر ،قيمة V / I ليست ثابتة هنا. ومع ذلك ، فإن النسبة V max / I max هي قيمة مفيدة جدًا وتسمى الهندسة الكهربائية المقاومة السعوية (Xc) للمكون. نظرًا لأن هذه القيمة لا تزال تعكس نسبة الجهد إلى التيار ، أي بالمعنى المادي هو المقاومة ، وحدة قياسه هي أوم. تعتمد قيمة Xc للمكثف على السعة (C) وتواتر التيار المتردد (f).

منذ مكثف في الدائرة الحالية بالتناوبيتم تطبيق قيمة الجذر - متوسط ​​- مربع من الجهد ، في هذه الدائرة نفس التدفقات الحالية المتناوبة ، والذي يقتصر على مكثف. يرجع هذا القيد إلى تفاعل المكاثف.

لذلك ، يتم تحديد التيار في الدائرة ، والذي لا يحتوي على أي مكونات أخرى غير مكثف ، بواسطة نسخة بديلة من قانون أوم

أنا_RMS = يو_RMS / س_C

أين يو_RMS - قيمة جذر متوسط ​​التربيع. لاحظ أن العاشر_مع يستبدل قيمة R في إصدار قانون Ohm للتيار المباشر.

الآن نرى أن مكثف في الدائرةيتصرف التيار المتردد بشكل مختلف تمامًا عن المقاوم المستمر ، والوضع هنا ، وفقًا لذلك ، أكثر تعقيدًا. من أجل فهم أفضل للعمليات التي تحدث في مثل هذه السلسلة ، من المفيد تقديم مثل هذا المفهوم كمتجه.

الفكرة الرئيسية للناقل هي فكرة أن ،يمكن تمثيل القيمة المعقدة للإشارة المتغيرة مع الوقت على أنها نتاج رقم مركب (لا يعتمد على الوقت) وبعض الإشارات المعقدة التي هي دالة للوقت.

على سبيل المثال ، يمكننا تمثيل الدالة A cos (2πνt + θ) ببساطة كمعقم ثابت A ∙ e^jΘ .

بما أن المتجهات يتم تمثيلها بحجم (أو معامل) وزاوية ، فإنها يتم تمثيلها بيانياً بواسطة سهم (أو متجه) يدور في مستوى XY.

مع الأخذ بعين الاعتبار أن الجهد على مكثفتقع "Lags" بالنسبة إلى التيار ، والتي تمثل المتجهات الخاصة بها في المستوى المركب كما هو موضح في الشكل أعلاه. في هذا الشكل ، تدور نواقل التيار والجهد في اتجاه معاكس لاتجاه عقارب الساعة.

في مثالنا ، التيار على المكثف بسببشحن دوري لها. والدائرة AC مكثف لديه القدرة على تخزين وبشكل دوري إعادة شحنة كهربائية، بينه وبين مصدر الطاقة هو تبادل مستمر للطاقة، والتي هي في الكهرباء يسمى رد الفعل.