交流电路的电容

介绍

当DC电源电压施加到电容器上时，电容器将缓慢充电，最后达到完全充电的位置。此时电容器的充电电压等于电源电压。这里，只要施加电压，电容器就充当能量来源。电容器don’t allow current (i) through them after they fully charged.The current flowing through the circuit depends on the amount of charge in the plates of capacitors and also the current is directly proportional to the rate of change of voltage applied to the circuit. i.e. i = dQ/dt = C dV(t)/dt.

如果AC电源电压被施加到电容器电路，则电容器电荷并根据电源电压的频率连续排出。交流电路中电容器的电容取决于所施加的电源电压的频率。在AC电路中，电容器在电源电压相对于时间连续变化时允许电流。

交流电容电路

在上述电路中，我们观察到电容器直接连接到AC电源电压。这里，电容器根据电源电压的变化连续充电和放电，因为交流电源电压值不断增加和减小。我们都知道流过电路的电流与所施加电压的变化率成正比。

这里，充电电流具有其高值，如果电源电压从正半周期交叉到负半周期，反之亦然。即在0^0.和180^0.在正弦波信号中。当正弦波中的电源电压在其最大值或最小峰值（VM）上交叉时，通过电容器的电流具有其最小值。因此，我们可以说，流过电路的充电电流根据正弦波的电源电压电平而最大值或最小。

交流电容量相图

AC电容的相位图如上图所示，这里的电压和电流以正弦波形式表示。在上图中，我们观察到在0时^0.充电电流处于其最大值，因为电压在正方向上慢慢增加。在90^0.由于此时，电源电压在其最大峰值处，没有电流流过电容器。

在180年^0.指向电压缓慢降低到零，电流在负方向上的最大值。再次充电达到其最大值360^0.，因为此时电源电压处于最小值。

从上图中的波形中，我们可以看出，电流导致电压为90^0.。因此，我们可以说，在理想的电容器电路中，交流电压滞后于90^0.。

电容电抗

我们知道流过电容器的电流直接成比例施加电压的变化率，但电容器还提供了一种与与电阻相同的电流的某种形式的电阻。AC电路中的电容器的这种电阻被称为电容电抗或通常称为电抗。电容电抗是电容器的特性，其与交流电路中的电流流相反。它用符号XC表示，并以与相同的电阻相同的欧姆测量。

我们需要一些额外的能量在电容电抗上，以对电路中的电容充电。该值与电容值和电源电压的频率成反比。

XCα1/ C和XCα1/ F。

下面讨论了影响它们的电容电抗的等式和影响它们的参数。

电容电抗，

XC = 1 /2πFC= 1 /Ωc

这里，

XC =电容器的电抗

f = Hz中的频率

C = FARADS中电容器的电容

ω（omega）=2πF

从上面的等式中，我们理解，电容电抗高，其中频率和电容值处于低并且在该阶段，电容器充当完美的电阻器。如果电源电压的频率很高，则电容器的电抗值低，并且在该阶段电容器上也用作良好导体。根据上述等式，如果频率是无穷大，则电抗值是零，并且电抗值是无穷大的，其中频率为零。

抗频率的电容电抗

上图显示了电源电压，电流和频率之间的关系。在这里，我们观察到，如果频率低，则电抗高。充电电流随频率的增加而增加，因为电压的变化率随时间而增加。电抗处于无限值，频率为零，反之亦然。

交流电容示例NO1

找到流过电路的电流的RMS值，该电路具有连接到660V和40Hz电源的3UF电容。

电容电抗，

XC = 1 /2πFC

这里，

f = 40Hz.

c = 3uf.

VRMS = 660V.

现在，

XC = 1 /（2×3.14×40Hz×3×10^-6）=1326Ω

IRMS = VRMS / XC = 660V /1326Ω= 497mA

交流电容示例NO2

找到流过电流的电流RMS值，该电路具有连接到880V和50Hz电源的5UF电容。

电容电抗，

XC = 1 /2πFC

这里，

f = 50Hz.

c = 5uf.

VRMS = 880V.

现在，

XC = 1 /（2×3.14×50Hz×5×10-6）=636Ω

IRMS = VRMS / XC = 880V /636Ω= 1.38A

从上述两个示例实际上，我们观察到电容器的电抗取决于电源电压的频率，并且它是成反比的关系。在实施例1中，电抗为40Hz的频率为1326Ω，但是当频率增加到50Hz时，电抗值减小到636Ω，这在实施例2中示出了。很清楚，电容器的电抗与频率成反比地成反比电容。