交流電路中的電容

連線到正弦電源的電容器會產生電源頻率和電容器大小的電抗

當電容器連線在直流直流電源電壓上時，它們會充電到所施加電壓的值，就像臨時儲存裝置一樣，只要電源電壓存在，就會無限期地保持或保持該電荷。

在該充電過程期間，充電電流（i）將以與板上的電荷的變化率相等的速率流入電容器，與電壓的任何變化相反。

該充電電流可以定義為：i = CdV / dt。一旦電容器“完全充電”，電容器就會阻止任何更多電子流入其板上，因為它們已經飽和。但是，如果我們施加交流電或交流電源，電容器將以由電源頻率確定的速率交替充電和放電。然後，隨著電容器不斷充電和放電，交流電路中的電容隨頻率而變化。

我們知道電子在電容器極板上的流動與這些極板上的電壓變化率成正比。然後，我們可以看到 AC 電路中的電容器在其板上的電壓相對於時間不斷變化時（例如在 AC 訊號中）通過電流，但是當施加的電壓具有恆定值時它不喜歡通過電流例如在 DC 訊號中。考慮下面的電路。

交流電容電路

在上面的純電容電路中，電容器直接連線在交流電源電壓上。隨著電源電壓的增加和減少，電容器就這種變化進行充電和放電。我們知道充電電流與板上電壓的變化率成正比，當電源電壓從其正半週期到負半週期交叉時，這個變化率最大，反之亦然。沿正弦波 0º 和 180º 。

因此，當 AC 正弦波以其最大或最小峰值電壓電平（ Vm） 越過時，發生最小的電壓變化。在週期中的這些位置，最大或最小電流流過電容器電路，如下所示。

交流電容相量圖

在 0º 時，電源電壓的變化率在正方向上增加，導致該時刻有最大充電電流。作為所施加的電壓達到 90 其最大峰值 º 在時間非常短暫瞬間電源電壓既不是增加或減少，從而有流過電路中沒有電流。

當施加的電壓在 180º 開始減小到零時，電壓的斜率為負，因此電容器在負方向上放電。在沿線的 180º 點處，電壓的變化率再次達到其最大值，因此在該瞬間流過最大電流，依此類推。

然後我們可以說，對於交流電路中的電容器，無論何時施加的電壓達到最大值，瞬時電流都處於最小值或零，同樣當施加的電壓達到最小值時，電流的瞬時值處於其最大值或峰值。或者為零。

從以上的波形，我們可以看到，電流通過 1/4 週期或 90º 超前於電壓，如由向量圖所示。然後我們可以說在純電容電路中，交流電壓滯後電流 90º 。

我們知道，流經交流電路中電容的電流與施加電壓的變化率相反，但就像電阻一樣，電容器也提供某種形式的電阻來抵抗通過電路的電流，但在交流電路中使用電容器電路中的這種交流電阻稱為電抗，或者更常見於電容電路，即電容電抗，因此交流電路中的電容會受到電容電抗的影響。

電容電抗

純電容電路中的電容電抗僅與交流電路中的電流相反。與電阻一樣，電抗也以歐姆為單位測量，但是給出符號 X 以區別於純電阻值。由於電抗是一種也可以應用於電感器和電容器的量，當與電容器一起使用時，它通常被稱為電容電抗。

對於交流電路中的電容器，電容電抗的符號為 Xc。那麼我們實際上可以說電容電抗是一個隨頻率變化的電容電阻值。此外，容抗取決於法拉電容的電容以及交流波形的頻率，用於定義容抗的公式如下：

電容電抗

其中： F 是赫茲，C 是法拉。2π 也可以統稱為希臘字母 Omega - ω，表示角頻率。

根據上面的容抗電阻公式，可以看出，如果頻率或電容中的任何一個增加，則總容抗將減小。當頻率接近無窮大時，電容器電抗將減小到零，就像完美導體一樣。

然而，當頻率接近零或 DC 時，電容器電抗將增加到無窮大，起到非常大的電阻作用。這意味著對於任何給定的電容值，容性電抗與頻率成反比，如下所示：

對頻率的電容反應

電容器的容抗隨著其上的頻率增加而減小，因此容性電抗與頻率成反比。

對電流的反對，板上的靜電電荷（其 AC 電容值）保持不變，因為電容器在每個半週期期間更容易完全吸收其板上電荷的變化。

此外，隨著頻率增加，流過電容器的電流值增加，因為其板上的電壓變化率增加。

然後我們可以看到，在 DC 處，電容器具有無限電抗（開路），在非常高的頻率下，電容器具有零電抗（短路）。

交流電容示例 No1

當一個 4μF 電容連線在 880V，60Hz 電源上時，找到交流電容電路中的均方根電流。

在交流電路中，通過一個電容器，它由 90 導致的電壓的正弦電流 º ，隨頻率變化的電容器正在不斷充電和由所施加的電壓進行放電。電容器的交流阻抗稱為電抗，我們正在處理電容器電路，通常稱為電容電抗，XC

交流電容示例 No2

當平行板電容器連線到 60Hz AC 電源時，發現其電抗為 390 歐姆。以微法計算電容值。

正如我們在 AC 理論部分的 AC 電容教程中所看到的那樣，這個容性電抗與頻率成反比並產生與電容式交流電路周圍電流的對立。