Конденсатор в цепи переменного тока курс электротехники

Из уроков электротехники известно, что конденсатор не пропускает постоянный ток. Совершенно противоположным образом ведет себя емкость в цепи переменного тока. В данной лекции подробно разберем вопрос, о том, что происходит в цепи переменного тока.
Радиоконструкторы на любой вкус

Как ведет себя емкость в цепи переменного тока

В течение первой четверти периода смотри диаграмму на рисунке ниже, переменная ЭДС нарастает, емкость заряжается, и поэтому по цепи протекает ток заряда i, сила которого максимальна в начальный момент, когда конденсатор еще не заряжен. По мере заряда конденсатора сила зарядного тока будет снижаться. Заряд емкости заканчивается и ток заряда останавливается в тот момент, когда переменная ЭДС перестает возрастать, достигнув своего максимального амплитудного значения. Этот момент соответствует на графике концу первой четверти периода.

емкость в цепи переменного тока

После этого ЭДС переменного тока начинает снижаться, параллельно с чем емкость начинает разряжаться. Очевидно, что в течение второй четверти по цепи будет идти разрядный ток. Так как убывание ЭДС происходит в начальный момент достаточно медленно, а затем этот процесс резко ускоряется, поэтому сила тока разряда, имея в начале второй четверти периода небольшую величину, будет возрастать. Таким образом, к концу второй четверти периода емкость разряжается, ЭДС будет стремится к нулю, а ток в цепи достигнет максимального, амплитудного, значения.

В третьей четверти периода ЭДС, меняет свое направление и начинает опять возрастать, а емкость — снова заряжаться. Заряд конденсатора осуществляется в третьей четверти в обратном направлении, т.к изменилось направление ЭДС. Поэтому направление тока заряда будет совпадать с направлением тока разряда во второй четверти, т. е. при переходе от второй четверти к третьей ток в цепи не меняет своего направления.

Пока емкость не заряжена, сила тока заряда имеет максимальное значение. По мере увеличения степени заряда конденсатора сила тока заряда идет на убыль. Заряд емкости останавливается и движение зарядного тока прекращается в конце третьей четверти периода, в тот момент когда ЭДС достигнет своего амплитудного значения и нарастание ее останавливается.

Таким образом, к концу третьей четверти, емкость конденсатора окажется опять заряженным, но уже в обратном направлении, т. е. на той пластине, где был прежде плюс, будет минус, а где был минус, будет плюс. При этом ЭДС достигнет амплитудного значения (противоположного направления), а ток в цепи будет равен нулю.

В течение последней ¼ периода ЭДС начинает опять убывать, а емкость разряжаться; при этом постепенно увеличивается ток разряда. Направление его совпадает с направлением тока в первой ¼ периода и противоположно направлению тока во второй и третьей четвертях.

Из всего выше изложенного можно сделать вывод, что по цепи с емкостью протекает переменный ток и что его сила зависит от величины емкости и от частоты переменного тока. Из графика выше видно, что в чисто емкостной цепи фаза переменного тока будет обгонять фазу напряжения на 90°.

Интересен тот факт, что в цепи переменного тока с индуктивностью ток отстает от напряжения, а в цепи с емкостью опережает. И в том и в другом примере между фазами имеется сдвиг, но знак его противоположен.

Видеоурок по теме лекции
Емкостное сопротивление

Из предыдущих лекций мы знаем, что ток в цепи с емкостью может идти лишь при изменении приложенного к ней переменного напряжения, причем сила тока, идущего по цепи при заряде и разряде конденсатора, будет тем выше, чем более номинал емкости конденсатора и чем быстрее осуществляются изменения приложеной ЭДС.