Вопрос про реактивную мощность через конденсатор в LTspice

Прежде чем задать вопрос, я хотел бы написать предположение, которое я делаю для концепции мощности в пассивных цепях. Насколько мне известно, мощность, рассеиваемая в цепи RLC, представляет собой активную мощность, которая на самом деле рассеивается только через резистор R. Мощность через компоненты L и C связана с реактивной мощностью, что означает, что они в среднем не рассеивают мощность, они поглощают и непрерывно отдавать энергию цепи.

Если вышесказанное верно, то я предполагаю, что симуляция должна показывать среднюю мощность через индуктор или конденсатор как ноль.

Вот моделирование для случая индуктора, где вход представляет собой периодический импульс (график показывает мощность через индуктор):

введите описание изображения здесь

Кажется, что интеграл приведенного выше графика со временем равен нулю.

Но ниже в случае конденсатора я не получаю ожидаемого графика:

введите описание изображения здесь

В этом случае интеграл приведенного выше графика мощности со временем отличен от нуля. И оно увеличивается.

Почему в случае с конденсатором средняя мощность отлична от нуля, в отличие от случая с индуктором в этой симуляции LTspice?

РЕДАКТИРОВАТЬ : Ниже приведен входной сигнал, запрашиваемый как запрос:

введите описание изображения здесь

Вот настройки:

введите описание изображения здесь

Редактировать 2: Здесь в случае синусоидального входа:

введите описание изображения здесь

Редактировать 3:

Мощность конденсатора от начала до устойчивого состояния (источник снова импульсный):

введите описание изображения здесь

И раздел масштабирования из стационарного состояния:

введите описание изображения здесь

А вот ниже мощность конденсатора в мВт (синяя линия) и ее интеграл (зеленая линия) за первые 500 сек:

введите описание изображения здесь

Как видите, интеграл становится константой, что указывает на то, что конденсатор больше не высасывает энергию из цепи через определенное количество секунд.

Энергия в начале называется рассеянной или накопленной? Другими словами, мощность в начале активна или реактивна?

Какой у вас входной сигнал? Дает ли это другой результат, используя форму входного сигнала без содержания постоянного тока (синусоидальная волна, ± 1 V меандр)?
Нет, входной сигнал импульсный ИМПУЛЬС (0 1 0 0,00001 0,00001 0,001 0,002), т.е. 500 Гц с коэффициентом заполнения 50%, 1 В во время включения, 0 В во время выключения.
Как вы рассчитываете «мощность»
@Chu Когда вы наводите указатель мыши на компонент в LTspice с помощью AltGr, он отображает I * V (текущее напряжение X на компоненте). Я так планирую.
@ user16307 Пожалуйста, опубликуйте форму входного сигнала для сравнения. Также попробуйте использовать сигнал со средним значением постоянного тока, равным нулю.
@user2943160 user2943160 Я добавил график входного сигнала, пожалуйста, смотрите редактирование. Я использую импульс, а смещение постоянного тока установлено на ноль.
@user2943160 user2943160 Я также добавил настройки для исходного входного сигнала
@ user16307, что делает синусоидальный вход? Спасибо за публикацию настроек прямоугольной волны. Однако ваша прямоугольная волна имеет среднее значение постоянного тока 0,5 В.
@user2943160 user2943160 Синусоиды нет, это просто символ генератора сигналов. Кстати, да, импульс в среднем 0,5 В, но как это связано с реактивной мощностью конденсатора? Я имею в виду, что индуктор и конденсатор не должны рассеивать мощность независимо от сигнала, верно? (пока у нас есть периодический источник)
@ user16307 Я просил вас также запустить симуляцию с использованием синусоидальной волны. Кроме того, как спросил Чу, как рассчитывается «мощность» по реактивной составляющей?
@user2943160 user2943160 См. Редактирование 2. В синусоидальном случае с той же частотой. конденсатор ведет себя так, как и предполагалось, средняя мощность на нем равна нулю, как вы видите на графике. Мощность I * Напряжение на конденсаторе. LTspice рисует это таким образом.
Последовательность импульсов всегда положительна, поэтому она заряжает конденсатор, т. е. конденсатор накапливает энергию. Энергия есть интеграл силы.
1. Недавно я узнал, что в LTSpice катушки индуктивности по умолчанию имеют ненулевое сопротивление. Вы должны явно установить сопротивление катушки индуктивности на 0, если хотите идеальную катушку индуктивности. 2. Симуляторы не идеальны, и численное интегрирование должно быть выполнено очень тщательно, чтобы все получилось правильно.
3. Вы даже не показываете, где посчитали среднюю мощность.
@ThePhoton, вы видите на графике, что мощность кепки увеличивается со временем, нет необходимости вычислять, чтобы увидеть, что она отлична от нуля.
Пожалуйста, смотрите мои правки и вопрос внизу, спасибо.

Ответы (2)

Я думаю, что вы видите начало экспоненты, когда конденсатор заряжается. Постоянная времени составляет 22 с, а длительность импульса очень мала по сравнению с этим, поэтому вы видите только ранние стадии экспоненты.

При зарядке конденсатора в него поступает энергия, но результирующая энергия сохраняется, а не рассеивается.

Я не знаю, почему нет кривой разряда; возможно, стоит значительно уменьшить частоту импульсов, чтобы мы могли видеть, что происходит во временных рамках постоянной времени. Время выборки интегрирования также может быть фактором.

Я думаю, что вы абсолютно правы. Я отредактировал свой вопрос. См. Редактирование 3. Таким образом, после того, как ток в цепи достигает устойчивого состояния, средняя мощность конденсатора всегда становится равной нулю. Но вначале вещи не периодические и не устойчивые. Во время перехода он заряжается экспоненциально и поглощает энергию из цепи. Это то, что мы видим как ненулевую мощность. На самом деле эта мощность в виде накопленных зарядов не рассеивается в виде тепла, как в резисторе. Он по-прежнему находится в части полной энергии цепи. Должны ли мы рассматривать эту часть мощности как рассеянную активную мощность или реактивную мощность?

Выход генератора может быть разделен на две составляющие: 0,5 В постоянного тока и прямоугольная волна без постоянного тока. Итак, мы видим наложение двух процессов: медленной зарядки конденсатора (до напряжения 0,5 В постоянного тока) и быстрых колебаний. Следовательно, такой зарядке соответствует положительная средняя мощность (активная мощность). Если в какой-то момент генератор остановится на 0 В, мы увидим отрицательную потребляемую мощность, соответствующую разрядке конденсатора.

Вопрос про реактивную мощность через конденсатор в LTspice
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v