Ako je kondenzator uključen u DC krug (idealno - bez gubitka), tada će kratko vrijeme nakon uključivanja struja punjenja teći kroz krug. Nakon što se kondenzator napuni na napon koji odgovara naponu izvora, kratkotrajna struja u kolu će prestati. Stoga, za jednosmjernu struju, kondenzator je otvoreni krug ili beskonačno veliki otpor.
Ako je kondenzator uključen u krug izmjenične struje, tada će se puniti naizmjenično u jednom smjeru, a zatim u drugom smjeru.
U tom slučaju u krug će teći naizmjenična struja. Razmotrimo ovaj fenomen detaljnije.
U trenutku uključivanja, napon na kondenzatoru je nula. Ako uključite kondenzator na izmjenični napon mreže, tada će se tokom prve četvrtine perioda kada se mrežni napon povećava (slika 1), kondenzator napuniti.
Slika 1. Grafikoni i vektorski dijagram za kolo naizmjenične struje koje sadrži kapacitivnost
Kako se naboji akumuliraju na pločama kondenzatora, napon kondenzatora raste. Kada napon mreže dostigne svoj maksimum do kraja prve četvrtine perioda, punjenje kondenzatora prestaje i struja u kolu postaje nula.
Struja u krugu kondenzatora može se odrediti formulom:
gdje q- količina električne energije koja teče kroz kolo.
Iz elektrostatike je poznato:
q = C × u C = C × u ,
gdje C- kapacitet kondenzatora; u- mrežni napon; u C- napon na pločama kondenzatora.
Konačno, za struju imamo:
Iz posljednjeg izraza se može vidjeti da kada je maksimum (pozicije a, v, d), i takođe maksimalno. Kada (odredbe b, G na slici 1), zatim i je takođe nula.
U drugoj četvrtini perioda, mrežni napon će se smanjiti, a kondenzator će početi da se prazni. Struja u kolu obrće svoj smjer. U sljedećoj polovini perioda, mrežni napon mijenja svoj smjer i kondenzator se prepunjava, a zatim ponovo prazni. Slika 1 pokazuje da je struja u kolu sa kapacitivnošću u svojim promjenama ispred faze za 90° od napona na pločama kondenzatora.
Upoređujući vektorske dijagrame kola sa induktivitetom i kapacitivnošću, vidimo da induktivnost i kapacitivnost utiču na fazu struje na potpuno suprotan način.
Pošto smo gore napomenuli da je brzina promjene struje proporcionalna ugaonoj frekvenciji ω, iz formule
Slično dobijamo da je brzina promene napona takođe proporcionalna ugaonoj frekvenciji ω i za efektivnu vrednost struje imamo
I= 2 × π × f × C × U .
Označavanje 
, gdje x C pozvao kapacitivni otpor, ili kapacitivnost reaktancije... Tako smo dobili formulu za kapacitivnost kada je kapacitivnost uključena u AC kolu. Odavde, na osnovu izraza Ohmovog zakona, možemo dobiti struju za kolo naizmjenične struje koje sadrži kapacitivnost:
Napon ploče kondenzatora
U C = I C × x C .
Dio mrežnog napona koji je dostupan na kondenzatoru naziva se kapacitivni pad napona, ili komponenta reaktivnog napona, i označeno U C.
Kapacitet x C, kao i induktivna reaktansa x L, zavisi od frekvencije naizmjenične struje.
Ali ako se s povećanjem frekvencije induktivni otpor povećava, onda će se kapacitivni otpor, naprotiv, smanjiti.
Primjer 1. Odredite kapacitivnu reaktanciju kondenzatora od 5 μF na različitim frekvencijama mrežnog napona. Izračunavamo kapacitivni otpor na frekvenciji od 50 i 40 Hz:
na frekvenciji od 50 Hz:
na frekvenciji od 400 Hz:
Primjenjujemo formulu za prosječnu ili aktivnu snagu za krug koji se razmatra:
P = U × I× cos φ .
Budući da je u kolu s kapacitivnošću struja ispred napona za 90 °
φ = 90 °; cos φ = 0 .
Stoga je i aktivna snaga nula, odnosno u takvom kolu, kao u kolu s induktivnošću, nema potrošnje energije.
Slika 2 prikazuje trenutnu krivu snage u kolu sa kapacitivnošću. Iz crteža se vidi da u prvoj četvrtini perioda kolo sa kapacitivnošću uzima energiju iz mreže koja se pohranjuje u električnom polju kondenzatora.
Slika 2. Kriva trenutne snage u kolu sa kapacitivnošću
Energija koju kondenzator pohranjuje do trenutka kada napon na njemu prođe kroz maksimum može se odrediti formulom:
U narednoj četvrtini perioda kondenzator se isprazni u mrežu, dajući joj energiju koja je prethodno bila uskladištena u njoj.
U drugoj polovini perioda ponavlja se fenomen fluktuacije energije. Dakle, u kolu sa kondenzatorom samo se razmena energije između mreže i kondenzatora odvija bez gubitaka.
Iskustvo pokazuje da ako spojite kondenzator u seriju sa sijalicom i spojite ih na generator konstantnog napona, svjetlo se neće upaliti. To je razumljivo, jer su ploče kondenzatora odvojene dielektrikom, a krug se ispostavi da je otvoren. Kada je kondenzator spojen na izvor jednosmjerne struje, javlja se kratkotrajni strujni impuls koji će kondenzator napuniti do napona izvora, a zatim će struja prestati. Ali ako je ovaj krug spojen na izvor izmjeničnog napona, onda je svjetlo uključeno. Naizmjenična struja je prisilna elektromagnetna oscilacija koja nastaje pod utjecajem naizmjeničnog elektromagnetnog polja generatora. Kada je kondenzator spojen na krug naizmjenične struje, njegov proces punjenja traje četvrtinu perioda. Nakon postizanja vršne vrijednosti, napon između ploča kondenzatora opada, a kondenzator se prazni unutar četvrtine perioda. U sljedećoj četvrtini perioda kondenzator se ponovo puni, ali se predznak naboja na njegovim pločama mijenja u suprotan, itd. Električni naboji ne prolaze kroz dielektrik koji razdvaja ploče kondenzatora, kao u DC kolu. Ali kroz žice koje povezuju ploče kondenzatora s izvorom napona, naizmjenična struja teče za pražnjenje i punjenje kondenzatora. Zbog toga će sijalica spojena serijski sa kondenzatorom neprekidno biti upaljena. Ako je kondenzator sada isključen, svjetlo je svjetlije. Posljedično, kondenzator ima otpor naizmjenične struje, što se naziva kapacitivni otpor.
Razmotrimo kolo (slika 1) koje se sastoji od kondenzatora i vodećih žica, čiji je otpor zanemariv, i generatora naizmjeničnog napona.
Neka se napon na kondenzatoru mijenja prema zakonu \ (~ U = U_0 \ sin wt. \) Kao što znate, naboj na pločama kondenzatora može se odrediti po formuli \ (~ q = CU = CU_0 \ sin wt . \) Jačina struje \ (~ I = q ". \) Prema tome,
\ (~ I = -wCU_0 \ cos wt = wCU_0 \ sin (wt + \ frac (\ pi) 2). \)
Otuda \ (~ I = I_0 \ sin (wt + \ frac (\ pi) 2), \)
gdje je \ (~ I_0 = wCU_o \) vrijednost amplitude jačine struje:
\ (~ I_0 = \ frac (U_0) (\ frac 1 (wC)); I_0 = \ frac (U_0) (X_C), \)
gdje je \ (~ X_C = \ frac 1 (wC). \)
Izražavajući vrijednosti amplitude u terminima efektivnih \ (~ I_0 = \ sqrt2 I \) i \ (~ U_0 = \ sqrt2 U, \) dobijamo \ (~ I = \ frac U (X_C), \) tj. efektivna vrijednost jačine struje povezana je sa djelovanjem Xc vrijednosti napona na kondenzatoru na isti način kao što su jačina struje i napon u dijelu jednosmjernog kola povezani prema Ohmovom zakonu. Ovo nam omogućava da razmotrimo količinu NS c kao otpor kondenzatora naizmjeničnu struju:
\ (~ X_C = \ frac 1 (wC) \) - kapacitivni otpor.
U SI, jedinica kapacitivnosti je ohm (om).
Kao što se može vidjeti iz gore dobivene formule, ako je u krug uključen samo kapacitivni otpor, strujne fluktuacije u ovom kolu su ispred faze fluktuacija napona na kondenzatoru za \ (~ \ frac (\ pi) 2, \) koji je prikazan na grafikonu i u vektorskom dijagramu (sl. 2).
Trenutna snaga
\ (~ P = IU = I_0 \ sin (wt + \ frac (\ pi) 2) U_0 \ sin wt = I_0U_0 \ sin wt \ cos wt = \ frac (I_0U_0) 2 \ sin 2wt, \)
one. snaga se periodično mijenja sa dvostrukom frekvencijom, a prosječna vrijednost snage - tokom perioda \ (\ mathcal h P \ mathcal i = 0, \) budući da je \ (~ \ mathcal h \ sin 2wt \ mathcal i = 0. \) Prvu i treću četvrtinu perioda kada je kondenzator napunjen, on prima energiju od generatora, a drugu i četvrtu četvrtinu perioda, kada se kondenzator isprazni, daje energiju generatoru.
Dakle, baš kao i aktivni otpor, kapacitivni otpor ograničava struju u kolu, ali za razliku od aktivnog otpora na kapacitivnom otporu, električna energija se ne pretvara nepovratno u druge vrste energije.
Književnost
Aksenovich L.A. Fizika u srednjoj školi: teorija. Zadaci. Testovi: Udžbenik. dodatak za institucije koje obezbeđuju prijem obs. sredine, obrazovanje / L. A. Aksenovich, N. N. Rakina, K. S. Farino; Ed. K. S. Farino. - Minsk: Adukatsya i vyhavanne, 2004. - P. 402-404.
Zamislite električni krug koji sadrži otpornik s aktivnim otporom R i kapacitivnost kondenzatora C spojen na izvor promjenjive EMF (Sl. 653).
pirinač. 653
Kondenzator spojen na izvor konstantnog EMF-a potpuno sprječava prolaz struje - za određeno vrijeme kondenzator se puni, napon između njegovih ploča postaje jednak EMF izvora, nakon čega struja u krugu prestaje. Ako je kondenzator uključen u krug izmjenične struje, tada se struja u krugu ne zaustavlja - u stvari, kondenzator se povremeno puni, naboji na njegovim pločama povremeno se mijenjaju i po veličini i po znaku. Naravno, između ploča ne teče naelektrisanja, nema električne struje u strogoj definiciji između njih. Ali, često ne ulazeći u detalje i ne previše korektno, govore o struji kroz kondenzator, odnosno o struji u kolu na koje je kondenzator spojen. Koristićemo istu terminologiju.
Kao i ranije, za trenutne vrijednosti važi Ohmov zakon za kompletno kolo: EMF izvora jednak je zbiru napona u svim dijelovima kola. Primjena ovog zakona na kolo koje se razmatra dovodi do jednačine 
ovdje U R = IR- napon na otporniku, U C = q / C- napon na kondenzatoru, q- električni naboj na njegovim pločama. Jednačina (1) sadrži tri vremenski promjenjive veličine (poznati EMF, i do sada nepoznata jačina struje i napunjenost kondenzatora), uzimajući u obzir da je jačina struje jednaka vremenskom izvodu naboja kondenzatora I = q /, ova jednačina se može tačno riješiti. Budući da se EMF izvora mijenja prema harmonijskom zakonu, tada će se i napon na kondenzatoru i struja u kolu također mijenjati prema zakonima harmonika sa istom frekvencijom - ova izjava direktno slijedi jednačinu (1).
Prvo uspostavljamo vezu između jačine struje u kolu i napona na kondenzatoru. Zavisnost napona o vremenu predstavljamo u obliku
Naglašavamo da se u ovom slučaju napon na kondenzatoru razlikuje od EMF izvora, kao što će se vidjeti iz daljnjeg prikaza, postoji i fazna razlika između ovih funkcija. Stoga, prilikom pisanja izraza (2), biramo proizvoljnu početnu fazu nule, uz ovu definiciju EMF faze, napon na otporniku i jačina struje se računaju u odnosu na fazu fluktuacija napona na otporniku.
Koristeći odnos između napona i naboja kondenzatora, zapisujemo izraz za ovisnost potonjeg od vremena 
koji vam omogućava da pronađete vremensku zavisnost jačine struje 1
u posljednjem koraku koristi se formula trigonometrijske redukcije kako bi se eksplicitno istaknuo fazni pomak između struje i napona.
Dakle, dobili smo da je vrijednost amplitude struje kroz kondenzator povezana s naponom na njemu omjerom 
a takođe između fluktuacija struje i napona postoji fazna razlika jednaka Δφ = π / 2... Ovi rezultati su sažeti na Sl. 654, koji takođe prikazuje vektorski dijagram strujnih i naponskih fluktuacija. 
pirinač. 654
Kako bi se sačuvao oblik Ohmovog zakona za dio kola, uvodi se koncept kapacitivni otpor, što je određeno formulom 
U ovom slučaju relacija (5) postaje tradicionalna za Ohmov zakon 
Proučavajući Ohmov zakon za kola jednosmjerne struje, istakli smo da električno polje tjera nabijene čestice da se pokreću na uredan način unutar provodnika, odnosno stvara električnu struju. Drugim riječima, "napon je uzrok struje." U ovom slučaju situacija je suprotna - zbog električne struje na pločama se pojavljuju električni naboji koji stvaraju električno polje, pa možemo reći da je u ovom slučaju "jačina struje uzrok napona". Mada, ovo rezonovanje treba tretirati donekle skeptično, pa se kretanje naelektrisanja (električne struje) i električnog polja „prilagođavaju“ jedno drugom dok se između njih ne uspostavi određeni odnos koji odgovara stacionarnom stanju. Dakle, kod konstantne struje, uslov stacionarnosti je uslov konstantnosti struje. U kolu naizmjenične struje u stacionarnom stanju ne slažu se samo vrijednosti amplitude struja i napona, već i fazna razlika između njih. Drugim riječima, uzročno-posljedično pitanje o kojem se ovdje raspravlja slično je pitanju "šta je bilo prije, kokoška ili jaje?"
Pošto postoji fazni pomak između struje i napona jednak Δφ = π / 2, tada je prosječna snaga struje kroz kondenzator nula. stvarno,
Drugim riječima, u prosjeku, nema gubitka energije kada struja teče kroz kondenzator. Naravno, kondenzator utiče na protok struje u kolu. Prilikom punjenja kondenzatora energija električne struje pretvara se u energiju elektrostatičkog polja između ploča kondenzatora, a kada se isprazni, kondenzator odaje akumuliranu energiju kolu, dok je prosječna energija koju potroši kondenzator ostaje na nuli. Stoga se kapacitivni otpor naziva reaktancijom.
Grafikoni zavisnosti jačine struje, napona i trenutne struje struje u razmatranom kolu prikazani su na Sl. 655. 
pirinač. 655
Punjenje označava vremenske intervale tokom kojih kondenzator akumulira energiju - u tim intervalima struja i napon imaju isti predznak.
Smanjenje kapacitivnog otpora sa povećanjem frekvencije je očito - što je veća frekvencija struje, manje naboja na kondenzatoru ima vremena da se akumulira na pločama kondenzatora za polovinu perioda (dok struja teče u jednom smjeru), to je niža napon na njemu, to manje sprečava prolaz struje u kolu. Slično razmišljanje vrijedi i za objašnjenje ovisnosti ovog otpora od kapacitivnosti kondenzatora.
Vratimo se na razmatranje kola prikazanog na sl. 653, koji je opisan jednačinom (1). Zanemarujući unutrašnji otpor izvora, pišemo eksplicitni izraz za napon koji stvara izvor 
Evo U o- amplitudna vrijednost napona, jednaka vrijednosti amplitude EMF izvora. Osim toga, sada smatramo da je početna faza EMF izvora jednaka nuli (ranije smo fazu fluktuacija napona na otporniku uzimali kao nulu).
Koristeći ovu jednačinu i odnos između jačine struje i naboja kondenzatora, naći ćemo eksplicitni izraz za ovisnost struje u kolu o vremenu. Ovu zavisnost predstavljamo u obliku
gdje I o i φ
- amplitudna vrijednost jačine struje i fazna razlika između fluktuacija struje i napona izvora koji se utvrđuje. Lako je vidjeti da se u ovom slučaju napunjenost kondenzatora mijenja u skladu sa zakonom
Za provjeru ovog odnosa dovoljno je izračunati derivaciju redukovane funkcije i uvjeriti se da se poklapa s funkcijom (9).
Zamijenite ove izraze u jednačinu (8)
i transformisati trigonometrijski zbir 
gde kroz φ 1 označava količinu koja zadovoljava uslov 
Sada se može vidjeti da je da bi funkcija (9) bila rješenje jednadžbe (8) potrebno da njeni parametri poprime vrijednosti:
Amplituda 
željena fazna razlika je povezana sa parametrom koji se pojavio φ 1 odnos φ + φ 1 = 0, to je 
Tako je pronađena eksplicitna zavisnost jačine struje od vremena.
U principu, ovom metodom možete izračunati bilo koji AC krug. Ali ovaj pristup zahtijeva glomazne trigonometrijske i algebarske transformacije. Do istih rezultata se može mnogo lakše doći korištenjem formalizma vektorskog dijagrama. Pokažimo kako se metoda vektorskog dijagrama primjenjuje na kolo koje se razmatra. Najvažnija stvar pri korištenju ove metode je konstrukcija vektorskog dijagrama koji prikazuje fluktuacije struja i napona u različitim dijelovima kola.
Budući da su kondenzator i otpornik povezani serijski, struje kroz njih su u svakom trenutku iste. Jačinu struje predstavljamo u obliku proizvoljno usmjerenog vektora (na primjer, horizontalno 2, kao na slici 656). 
pirinač. 656
Zatim ćemo prikazati vektore fluktuacija napona na otporniku U R, što je paralelno vektoru strujnih oscilacija (pošto je fazni pomak između ovih oscilacija nula) i napona na kondenzatoru U C, koji je okomit na vektor strujnih oscilacija (pošto je fazni pomak između njih jednak π / 2- vidi sl. 657). 
pirinač. 657
Zbir ovih napona jednak je naponu izvora, pa je vektor zbira vektora koji predstavljaju oscilacije U R i U C, prikazuje fluktuacije napona izvora U (t).
Ako insistirate da je faza ukupnog napona nula (to jest, vektor koji predstavlja U treba postaviti horizontalno), a zatim okrenite konstruisani dijagram (sl. 657). Nećemo se dalje baviti takvim dogmatizmom!
Iz konstruiranog dijagrama slijedi da su vrijednosti amplitude razmatranih napona povezane relacijom (slijedeći iz Pitagorine teoreme) 
Izražavanje amplituda napona kroz amplitudu jačine struje koristeći poznate relacije 
i 
dobijamo elementarnu jednačinu za određivanje amplitude struje 
iz koje nalazimo amplitudu struje u kolu 
što se prirodno poklapa s izrazom (11) dobivenim ranije glomaznom algebarskom metodom. Vektorski dijagram također olakšava određivanje faznog pomaka između strujnih i naponskih fluktuacija izvora. 
koji se takođe poklapa sa ranije dobijenim.
Kao što vidite, metoda vektorskih dijagrama omogućava vam da u potpunosti izračunate karakteristike krugova naizmjenične struje, mnogo lakše od gornje metode analitičkog rješenja odgovarajuće jednadžbe.
Treba naglasiti da je fizička suština obje metode ista, izražena je jednačinom (10), razlika je samo u matematičkom jeziku kojim je ova jednačina riješena.
Izračunajmo prosječnu snagu koju razvija izvor. Trenutna vrijednost ove snage jednaka je proizvodu EMF-a na amperažu P = EI... Zamjenom eksplicitnih vrijednosti za ove veličine i provođenjem usrednjavanja, dobijamo 
Imajte na umu da je rezultirajući izraz za prosječnu snagu uobičajen za naizmjeničnu struju: prosječna snaga naizmjenične struje jednaka je polovini proizvoda amplituda struje, napona i kosinusa fazne razlike između njih. Ako ne koristimo amplitudu, već efektivne vrijednosti struje i napona, tada formula (16) poprima oblik
prosječna snaga naizmjenične električne struje jednaka je proizvodu efektivnih vrijednosti jačine struje, napona i kosinusa fazne razlike između njih. Često se naziva kosinus faznog pomaka između struje i napona faktor snage.
U slučajevima kada je potrebna maksimalna snaga da se prenese kroz električnu liniju, potrebno je težiti da fazni pomak između struje i napona bude minimalan (optimalno nula), jer će u tom slučaju prenošena snaga biti maksimalna.
Dobivenu formulu primjenjujemo za izračunavanje trenutne snage u krugu koji se razmatra, za koji izražavamo kosinus faznog pomaka iz izraza (12) i zamjenjujemo ga u formulu (17), kao rezultat toga dobijamo 
Prilikom izvođenja ovog odnosa koristili smo formulu (14) za amplitudu struje u kolu. Rezultat je očigledan - prosječna snaga koju razvija izvor jednaka je prosječnoj snazi topline koja se oslobađa na otporniku. Ovaj zaključak još jednom potvrđuje da nema gubitka energije električne struje na kondenzatoru.
Proračun trenutne snage može se izvršiti i pomoću konstruisanog vektorskog dijagrama, iz kojeg slijedi da je proizvod amplitude napona izvora i kosinusa faznog pomaka jednak amplitudi napona na otporniku. 
odakle odmah slijedi formula (18).
Budući da su amplituda i efektivne vrijednosti struja i napona proporcionalne jedna drugoj, dužine vektora vektorskih dijagrama mogu se smatrati proporcionalnim efektivnim (a ne amplitudama) vrijednostima. Sa ovom definicijom, prosječni proizvod dvije harmonijske funkcije jednak je skalarnom proizvodu vektora koji predstavljaju ove funkcije.
1 Ovdje koristimo matematičku operaciju za izračunavanje izvoda funkcije. Ako vas i dalje plaši, koristite analogiju s mehaničkim harmonijskim oscilacijama: analog naboja je koordinata, a analog jačine struje je trenutna brzina.
2 Stalno naglašavamo da početna faza individualne oscilacije nije bitna ni u jednom procesu, već se može promijeniti jednostavnim prijenosom vremenske reference. Fizičko značenje je fazna razlika između različitih veličina koje variraju prema harmonijskim zakonima. Ovdje, takoreći, još jednom mijenjamo "tačku izvješćivanja" faze - s horizontalnim položajem vektora trenutne oscilacije, implicitno uzimamo početnu fazu trenutnih oscilacija jednakom nuli.
DEFINICIJA
Kondenzator, u najjednostavnijem slučaju, sastoji se od dva metalna vodiča (ploče), koji su odvojeni dielektričnim slojem. Svaka od ploča kondenzatora ima svoj izlaz i može se spojiti na električni krug.
Kondenzator se karakterizira korištenjem niza parametara (kapacitivnost, radni napon, itd.), jedna od ovih karakteristika je otpor. Kondenzator praktički ne propušta jednosmjernu električnu struju. Odnosno, otpor kondenzatora je beskonačno velik za jednosmjernu struju, ali ovo je idealan slučaj. Kroz pravi dielektrik može teći vrlo mala struja. Ova struja se naziva struja curenja. Struja curenja je pokazatelj kvalitete dielektrika koji se koristi u proizvodnji kondenzatora. Moderni kondenzatori imaju struju curenja od nekih frakcija mikroampera. Otpor kondenzatora u ovom slučaju može se izračunati koristeći Ohmov zakon za dio kola, znajući veličinu napona na koji je kondenzator napunjen i struju curenja. Ali obično, kada se rješavaju obrazovni problemi, otpor kondenzatora na jednosmjernu struju smatra se beskonačno velikim.
Otpor kondenzatora na izmjenični napon
Kada je kondenzator spojen na kolo naizmjenične struje, struja slobodno teče kroz kondenzator. To se može objasniti vrlo jednostavno: postoji proces stalnog punjenja i pražnjenja kondenzatora. U ovom slučaju kažu da je u krugu, pored aktivnog otpora, prisutan i kapacitivni otpor kondenzatora.
I tako se kondenzator, koji je uključen u AC krug, ponaša kao otpor, odnosno utječe na struju koja teče u krugu. Vrijednost kapacitivnog otpora označava se kao, njegova vrijednost je povezana sa frekvencijom struje i određena je formulom:
gdje je frekvencija naizmjenične struje; - ugaona frekvencija struje; C je kapacitet kondenzatora.
Ako je kondenzator uključen u AC krug, tada se u njemu ne troši energija, jer se faza struje pomjera u odnosu na napon za. Ako uzmemo u obzir jedan period fluktuacije struje u kolu (T), onda se dešava sledeće: kada se kondenzator napuni (ovo je), energija u polju kondenzatora se pohranjuje; u sljedećem vremenskom intervalu (), kondenzator se prazni i predaje energiju krugu. Stoga se kapacitivni otpor naziva reaktivnim (bez vata).
Treba napomenuti da se u svakom stvarnom kondenzatoru stvarna snaga (gubici snage) i dalje gubi kada kroz njega teče naizmjenična struja. To je zato što postoje promjene u stanju dielektrika kondenzatora. Osim toga, postoji određeno curenje u izolaciji ploča kondenzatora, pa se pojavljuje mali aktivni otpor, koji je, takoreći, povezan paralelno s kondenzatorom.
Primjeri rješavanja problema
PRIMJER 1
| Vježba | Oscilirajući krug ima otpor (R), induktor (L) i kondenzator C (slika 1). Na njega je priključen vanjski napon čija je amplituda jednaka, a frekvencija jednaka. Kolika je amplituda struje u kolu? |
| Rješenje | Otpor kola na slici 1 je zbir aktivnog otpora R, kapacitivnosti kondenzatora i otpora induktora. Ukupni otpor kola (Z), koji sadrži gore navedene elemente, nalazi se kao: Ohmov zakon za naš dio kola može se zapisati kao: Izrazimo traženu amplitudu struje iz (1.2), zamijenimo desnu stranu formule (1.1) umjesto Z, imamo:
|
| Odgovori |  |
Kapacitivnost je otpor naizmjenične struje koju pruža električni kapacitet. Struja u kolu sa kapacitivnošću je ispred faznog napona za 90 stepeni. Kapacitivni otpor je reaktivan, odnosno u njemu nema gubitka energije, kao, na primjer, kod aktivnog otpora. Kapacitet je obrnuto proporcionalan frekvenciji naizmjenične struje.
Hajde da izvedemo eksperiment, za ovo nam je potrebno. Kondenzator žarulje sa žarnom niti i dva izvora napona, jedan jednosmjerna struja drugi naizmjenična struja. Prvo, napravimo kolo koje se sastoji od izvora konstantnog napona, lampe i kondenzatora, koji su svi povezani u seriju.
Slika 1 - kondenzator u DC kolu
Kada se struja uključi, lampica kratko treperi, a zatim se gasi. Budući da za jednosmjernu struju kondenzator ima visok električni otpor. To je razumljivo jer između ploča kondenzatora postoji dielektrik kroz koji jednosmjerna struja ne može proći. A lampica će treptati zbog činjenice da u trenutku kada je izvor konstantnog napona uključen, postoji kratkotrajni strujni impuls koji puni kondenzator. A kako struja ide, lampa također svijetli.
Sada, u ovom krugu, zamjenjujemo izvor konstantnog napona alternatorom. Kada uključite takav krug, ustanovit ćemo da će lampa neprekidno svijetliti. To se događa zato što se kondenzator u AC krugu puni u četvrtini perioda. Kada napon na njemu dostigne vršnu vrijednost, napon na njemu počinje da opada, te će se isprazniti u narednoj četvrtini perioda. U sljedećoj polovini perioda proces će se ponoviti, ali ovaj put će napon već biti negativan.
Dakle, struja teče kontinuirano u kolu, iako mijenja smjer u isto vrijeme dva puta po periodu. Ali naelektrisanja ne prolaze kroz dielektrik kondenzatora. Kako se ovo dešava?
Zamislite kondenzator spojen na izvor konstantnog napona. Kada se uključi, izvor uklanja elektrone s jedne ploče, stvarajući tako pozitivan naboj na njoj. A na drugu ploču dodaje elektrone, stvarajući tako negativan naboj jednake veličine, ali suprotnog predznaka. U trenutku preraspodjele naelektrisanja u kolu teče struja naelektrisanja kondenzatora. Iako se elektroni ne kreću kroz dielektrik kondenzatora.
Slika 2 - punjenje kondenzatora
Ako sada isključite kondenzator iz kruga, lampa će zasjati jače. Ovo sugerira da kapacitivnost stvara otpor, ograničavajući njegovu veličinu na struju. To se događa zbog činjenice da je pri datoj frekvenciji struje vrijednost kapacitivnosti mala i nema vremena da akumulira dovoljno energije u obliku naboja na svojim pločama. A tokom pražnjenja će teći manje struje nego što je izvor struje sposoban da razvije.
