交流电容电路及相量图

描述

连接到正弦电源的电容会产生电源频率和电容大小的影响，当电容器连接在直流直流电源电压上时，它们会被充电到施加的电压，就像临时存储设备一样，只要电源电压存在，就会无限期地保持或保持该电荷。

在充电过程中，充电电流，（i）将流入电容器对面电压的任何变化，其速率等于电路板上电荷的变化率。

该充电电流可定义为：i = CdV / dt。一旦电容器“完全充电”，电容器就会阻止任何更多电子流入其板上，因为它们已经饱和。但是，如果我们应用交流电或交流电源，电容器将以由电源频率确定的速率交替充电和放电。然后交流电路中的电容随着电容器的不断充电和放电而随频率变化。

我们知道电子在电容板上的流动与电容器成正比这些板上的电压变化率。然后，我们可以看到AC电路中的电容器在其板上的电压相对于时间不断变化时（例如在AC信号中）通过电流，但是当施加的电压具有恒定值时它不喜欢通过电流。例如在DC信号中。考虑下面的电路。

交流电容电路

在上面的纯电容电路中，电容器直接连接在交流电源电压上。随着电源电压的增加和减少交流电容，电容器就这种变化进行充电和放电。我们知道充电电流与板上电压的变化率成正比，当电源电压从正半周期到负半周期交叉时，这个变化率最大，反之亦然。沿正弦波0 o 和180 o 。

因此，当AC正弦波超过其最大值或最小值时，电压变化最小峰值电压电平，（ Vm ）。在循环中的这些位置，最大或最小电流流过电容器电路，如下所示。

交流电容器相量图

在0 o 时，电源电压的变化率在正方向上增加，导致该时刻的最大充电电流。当施加的电压在90 o 达到最大峰值时，电源电压不会增加或减少，因此电流没有流过电路。

当施加的电压在180 o 时开始降至零，电压的斜率为负，因此电容器在负方向上放电。在沿着线的180 o 点处，电压的变化率再次达到最大值，因此最大电流在该瞬间流动，依此类推。

然后我们可以说对于交流电路中的电容器，只要施加的电压达到最大值，瞬时电流就会达到最小值或为零;当施加的电压达到最小值或为零时，电流的瞬时值也会达到其最大值或峰值。

从上面的波形中，我们可以看到电流正在引导电压1/4周期或90 o ，如矢量图所示。然后我们可以说，在纯电容电路中，交流电压滞后电流90 o 。

我们知道流过电容的电流交流电路中的电压与施加电压的变化率相反，但就像电阻一样，电容器也提供某种形式的电阻来阻止通过电路的电流，但在交流电路中使用电容器，这种交流电阻称为电抗或更常见于电容电路中，电容电抗，因此交流电路中的电容会受到电容电抗的影响。

电容电抗

电容电抗仅与交流电路中的电流相反。与电阻一样，电抗也以欧姆为单位测量，但是给出符号 X 以区别于纯电阻值。由于电抗是一种也可以应用于电感器和电容器的量，当与电容器一起使用时，它通常被称为电容电抗。

对于交流电路中的电容器，容性电抗的符号为 Xc 。那么我们实际上可以说电容电抗是一个随频率变化的电容电阻值。此外，容性电抗取决于法拉电容的电容以及交流波形的频率，用于定义容抗的公式如下：

电容电抗

其中： F 以赫兹为单位， C 以法拉为单位。 2πƒ也可以统称为希腊字母Omega，ω来表示角频率。

来自电容上面的电抗公式可以看出，如果频率或电容中的任何一个增加，则总电容电抗将减小。随着频率接近无穷大，电容器的电抗将减小到零，就像一个完美的导体一样。

然而，当频率接近零或直流时，电容器的电抗会增加到无穷大，就像一个非常大的电阻。这意味着对于任何给定的电容值，电容电抗与频率“成反比”，如下所示：

对频率的电容电抗

电容器的容抗随着其上的频率增加而减小，因此容抗与频率成反比。

对电流的反对，板上的静电电荷（其交流电容值）保持不变，因为电容器在每个半周期内更容易完全吸收其电路板上电荷的变化。

同样随着频率的增加，电流也会增加通过电容器的值增加，因为其电路板上的电压变化率增加。

然后我们可以看到在DC处电容器具有无限电抗（开路），在非常高的频率下电容器为零电抗（短路）。

交流电容示例No1

查找均方根电流当一个4μF电容连接到880V，60Hz电源时，在AC电容电路中流动。

在AC中电路，通过电容器的正弦电流，其导致电压90 o ，随着电容器被施加的电压持续充电和放电而随频率变化。电容器的交流阻抗称为电抗，因为我们处理的是电容器电路，通常称为电容电抗，X C

交流电容示例No.2。

当平行板电容连接到60Hz交流电源时交流电容，发现其电抗为390欧姆。以微法计算电容值。

此容性电抗与频率成反比并产生正如我们在AC理论部分的AC电容教程中所看到的那样，电流交流电路周围的电流流动的反对。

文章由启和科技编辑