Ako je kondenzator uključen u istosmjerni 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 krugu će prestati. Stoga je za istosmjernu struju kondenzator otvoreni krug ili beskonačno veliki otpor.
Ako je kondenzator uključen u krug izmjenične struje, tada će se naizmjenično puniti u jednom, a zatim u drugom smjeru.
U tom slučaju u krugu će teći izmjenična struja. Razmotrimo ovaj fenomen detaljnije.
U trenutku uključivanja napon na kondenzatoru je nula. Ako uključite kondenzator na izmjenični napon mreže, tada će se tijekom prve četvrtine razdoblja kada se mrežni napon povećava (slika 1), kondenzator napuniti.
Slika 1. Grafovi i vektorski dijagram za krug izmjenične struje koji sadrži kapacitivnost
Kako se naboji nakupljaju na pločama kondenzatora, napon kondenzatora raste. Kada napon mreže dosegne svoj maksimum do kraja prve četvrtine razdoblja, punjenje kondenzatora prestaje i struja u krugu postaje nula.
Struja u krugu kondenzatora može se odrediti formulom:
gdje q- količina električne energije koja teče kroz strujni krug.
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 može se vidjeti da kada je maksimum (pozicije a, v, d), i također maksimalno. Kada (odredbe b, G na slici 1), zatim i također je nula.
U drugoj četvrtini razdoblja, mrežni napon će se smanjiti, a kondenzator će se početi prazniti. Struja u krugu obrće svoj smjer. U sljedećoj polovici razdoblja, mrežni napon mijenja svoj smjer i kondenzator se prekomjerno puni, a zatim ponovno prazni. Slika 1 pokazuje da je struja u krugu s kapacitetom u svojim promjenama ispred faze za 90 ° napona na pločama kondenzatora.
Uspoređujući vektorske dijagrame sklopova s induktivitetom i kapacitivnošću, vidimo da induktivitet i kapacitet utječu na fazu struje upravo suprotno.
Kako smo gore napomenuli da je brzina promjene struje proporcionalna kutnoj frekvenciji ω, iz formule
slično dobivamo da je brzina promjene napona također proporcionalna kutnoj frekvenciji ω i za efektivnu vrijednost struje imamo
ja= 2 × π × f × C × U .
Označavajući 
, gdje x C pozvao kapacitivni otpor, ili kapacitivnost reaktancija... Tako smo dobili formulu za kapacitet kada je kapacitivnost uključena u AC krugu. Odavde, na temelju izraza Ohmovog zakona, možemo dobiti struju za krug izmjenične struje koji 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 jalove napona, i označeno U C.
Kapacitet x C, kao i induktivna reaktancija x L, ovisi o frekvenciji izmjenične struje.
Ali ako se s povećanjem frekvencije induktivni otpor povećava, tada će se kapacitivni otpor, naprotiv, smanjiti.
Primjer 1. Odredite kapacitivnu reaktanciju kondenzatora od 5 μF pri 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 × ja× cos φ .
Budući da je u krugu s kapacitivnošću struja ispred napona za 90 °
φ = 90 °; cos φ = 0 .
Stoga je i aktivna snaga nula, odnosno u takvom krugu, kao u krugu s induktivitetom, nema potrošnje energije.
Slika 2 prikazuje krivulju trenutne snage u krugu s kapacitetom. Iz crteža se vidi da u prvoj četvrtini razdoblja krug s kapacitetom uzima energiju iz mreže koja se pohranjuje u električnom polju kondenzatora.
Slika 2. Krivulja trenutne snage u krugu s kapacitivnošću
Energija koju kondenzator pohranjuje do trenutka kada napon na njemu prođe kroz maksimum može se odrediti formulom:
U sljedećoj četvrtini razdoblja kondenzator se isprazni u mrežu, dajući joj energiju koja je prethodno bila pohranjena u njoj.
Tijekom druge polovice razdoblja ponavlja se fenomen fluktuacije energije. Tako se u krugu s kondenzatorom odvija samo izmjena energije između mreže i kondenzatora bez gubitaka.
Kondenzatori su, kao i otpornici, među najbrojnijim elementima radiotehničkih uređaja. Glavno svojstvo kondenzatora je sposobnost pohranjivanja električnog naboja ... Glavni parametar kondenzatora je njegov kapacitet .
Kapacitet kondenzatora će biti veći, što je veća površina njegovih ploča i tanji je dielektrični sloj između njih. Osnovna jedinica električnog kapaciteta je farad (skraćeno F), nazvan po engleskom fizičaru M. Faradayu. Međutim, 1 F je vrlo velik kapacitet. Zemlja, na primjer, ima kapacitet manji od 1 F. U elektrotehnici i radiotehnici koriste jedinicu kapaciteta jednaku milijuntom dijelu farada, koja se naziva mikrofarad (skraćeno mikrofarad) .
Kapacitivni otpor kondenzatora na izmjeničnu struju ovisi o njegovom kapacitetu i frekvenciji struje: što je veći kapacitet kondenzatora i frekvencija struje, to je njegov kapacitivni otpor manji.
Keramički kondenzatori imaju relativno male kapacitete - do nekoliko tisuća pikofarada. Postavljaju se u one krugove u kojima teče visokofrekventna struja (antenski krug, oscilatorni krug), radi komunikacije između njih.
Najjednostavniji kondenzator sastoji se od dva vodiča električne struje, na primjer: - dvije metalne ploče, koje se nazivaju kondenzatorske ploče, odvojene dielektrikom, na primjer: - zrak ili papir. Što je veća površina kondenzatorskih ploča i što su one bliže jedna drugoj, to je veći električni kapacitet ovog uređaja. Ako je izvor istosmjerne struje spojen na ploče kondenzatora, tada će se u rezultirajućem krugu pojaviti kratkotrajna struja i kondenzator će se napuniti na napon jednak naponu izvora struje. Možete pitati: zašto nastaje struja u krugu u kojem postoji dielektrik? Kada spojimo izvor struje na kondenzator, elektroni u vodičima rezultirajućeg kruga počinju se kretati prema pozitivnom polu izvora struje, tvoreći kratkotrajni protok elektrona kroz krug. Kao rezultat toga, ploča kondenzatora, koja je spojena na pozitivni pol izvora struje, je osiromašena slobodnim elektronima i nabijena pozitivno, dok je druga ploča obogaćena slobodnim elektronima i, stoga, negativno nabijena. Nakon što se kondenzator napuni, kratkotrajna struja u krugu, nazvana struja punjenja kondenzatora, prestat će. 
Ako se izvor struje odvoji od kondenzatora, kondenzator će se napuniti. Prijelaz viška elektrona s jedne ploče na drugu sprječava dielektrik. Između ploča kondenzatora neće biti struje, a akumulirana električna energija će se koncentrirati u električnom polju dielektrika. Ali čim se ploče nabijenog kondenzatora spoje nekim vodičem, "dodatni" elektroni negativno nabijene ploče proći će duž ovog vodiča do druge ploče, gdje nedostaju, a kondenzator će se isprazniti. U tom se slučaju u rezultirajućem krugu javlja i kratkotrajna struja, koja se naziva struja pražnjenja kondenzatora. Ako je kapacitet kondenzatora velik, a napunjen je na značajan napon, trenutak njegovog pražnjenja popraćen je pojavom značajne iskre i pucketanja. Svojstvo kondenzatora da akumulira električne naboje i pražnjenje kroz vodiče spojene na njega koristi se u oscilatornom krugu radio prijemnika.
Kondenzator(od lat. kondenzirati- "kondenzirati", "zgušnjavati") - dvopolni s određenom vrijednošću kapaciteta i niskom vodljivošću; uređaj za pohranjivanje naboja i energije električnog polja. Kondenzator je pasivna elektronička komponenta. U svom najjednostavnijem obliku, struktura se sastoji od dvije elektrode u obliku ploče (tzv korice) odvojena dielektrikom čija je debljina mala u usporedbi s dimenzijama ploča (vidi sl.). Praktično korišteni kondenzatori imaju mnogo slojeva dielektričnih i višeslojnih elektroda, odnosno traka naizmjeničnog dielektrika i elektroda, smotanih u cilindar ili paralelepiped sa zaobljenim četiri ruba (zbog namota). Kondenzator u istosmjernom krugu može provoditi struju u trenutku kada se uključi u krug (kondenzator je napunjen ili prenabijen), na kraju prijelaznog procesa struja ne teče kroz kondenzator jer su njegove ploče odvojene dielektrikom. U krugu izmjenične struje provodi oscilacije izmjenične struje cikličkim punjenjem kondenzatora, zatvarajući se takozvanom pomičnom strujom.
Sa stajališta metode složenih amplituda, kondenzator ima složenu impedanciju
,
Gdje j - imaginarna jedinica, ω - ciklička frekvencija ( drago / s) sinusoidalne struje koja teče, f - frekvencija u Hz, C - kapacitet kondenzatora ( farad). Također slijedi da je reaktancija kondenzatora jednaka:. Za istosmjernu struju frekvencija je nula, stoga je reaktancija kondenzatora beskonačna (u idealnom slučaju).
Rezonantna frekvencija kondenzatora je
Na f> f str kondenzator u krugu izmjenične struje ponaša se kao induktor. Stoga je preporučljivo koristiti kondenzator samo na frekvencijama f< f str , na kojem je njegov otpor kapacitivan. Tipično, maksimalna radna frekvencija kondenzatora je oko 2-3 puta niža od rezonantne frekvencije.
Kondenzator može pohraniti električnu energiju. Energija nabijenog kondenzatora:
gdje U - napon (razlika potencijala) na koji je kondenzator napunjen.
Razmotrimo električni krug koji sadrži otpornik s aktivnim otporom R i kapacitet kondenzatora C spojen na izvor promjenjivog EMF-a (slika 653).
riža. 653
Kondenzator spojen na izvor konstantnog EMF-a u potpunosti 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 teku naboji, nema električne struje u strogoj definiciji između njih. Ali, često ne ulazeći u detalje i ne previše točno, oni govore o struji kroz kondenzator, odnosno o struji u krugu na koji je kondenzator spojen. Koristit ćemo se istom terminologijom.
Kao i prije, za trenutne vrijednosti vrijedi Ohmov zakon za kompletan krug: EMF izvora jednak je zbroju napona u svim dijelovima kruga. Primjena ovog zakona na strujni krug koji se razmatra dovodi do jednadžbe 
ovdje U R = IR- napon na otporniku, U C = q / C- napon na kondenzatoru, q- električni naboj na njegovim pločama. Jednadžba (1) sadrži tri vremenski promjenjive veličine (poznati EMF, i do sada nepoznata jačina struje i naboj kondenzatora), uzimajući u obzir da je jačina struje jednaka vremenskoj derivaciji naboja kondenzatora I = q /, ova se jednadžba može točno riješiti. Budući da se EMF izvora mijenja prema harmonijskom zakonu, tada će se i napon na kondenzatoru i struja u krugu također mijenjati prema harmonijskim zakonima s istom frekvencijom - ova izjava izravno slijedi jednadžbu (1).
Najprije uspostavljamo vezu između jakosti struje u krugu i napona na kondenzatoru. Ovisnost napona o vremenu prikazujemo 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 pri pisanju izraza (2) biramo proizvoljnu početnu fazu nule, uz ovu definiciju EMF faze, napon na otporniku i jakost struje računaju se u odnosu na fazu kolebanja napona na otporniku.
Koristeći odnos između napona i naboja kondenzatora, zapisujemo izraz za ovisnost potonjeg o vremenu 
što vam omogućuje da pronađete vremensku ovisnost 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 također između kolebanja struje i napona postoji fazna razlika jednaka Δφ = π / 2... Ovi rezultati su sažeti na Sl. 654, koji također prikazuje vektorski dijagram fluktuacija struje i napona. 
riža. 654
Kako bi se sačuvao oblik Ohmovog zakona za dio strujnog kruga, uvodi se koncept kapacitivni otpor, što je određeno formulom 
U tom slučaju relacija (5) postaje tradicionalna za Ohmov zakon 
Proučavajući Ohmov zakon za jednosmjerne strujne krugove, istaknuli smo da električno polje tjera nabijene čestice da se pomiču na uredan način unutar vodiča, 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, stoga možemo reći da je u ovom slučaju "jačina struje uzrok napona". Premda, ovo razmišljanje treba tretirati donekle skeptično, pa se kretanje naboja (električne struje) i električnog polja međusobno "prilagođavaju" dok se između njih ne uspostavi određeni odnos, koji odgovara stacionarnom stanju. Dakle, kod konstantne struje, uvjet stacionarnosti je uvjet konstantnosti struje. U krugu izmjenične struje u stacionarnom stanju ne slažu se samo vrijednosti amplitude struja i napona, već i fazna razlika između njih. Drugim riječima, uzročno pitanje o kojem se ovdje raspravlja slično je pitanju "što je bilo prije, kokoš ili jaje?"
Budući da postoji fazni pomak između struje i napona jednak Δφ = π / 2, tada je prosječna snaga struje kroz kondenzator nula. Stvarno,
Drugim riječima, u prosjeku ne dolazi do gubitka energije kada struja teče kroz kondenzator. Naravno, kondenzator utječe na protok struje u krugu. Tijekom punjenja kondenzatora energija električne struje pretvara se u energiju elektrostatičkog polja između ploča kondenzatora, a pri pražnjenju kondenzator odaje akumuliranu energiju krugu, dok je prosječna energija koju potroši kondenzator ostaje na nuli. Stoga se kapacitivni otpor naziva reaktancijom.
Grafovi ovisnosti jakosti struje, napona i trenutne struje struje u razmatranom krugu prikazani su na sl. 655. 
riža. 655
Punjenje označava vremenske intervale tijekom kojih kondenzator akumulira energiju - u tim intervalima struja i napon imaju isti predznak.
Smanjenje kapacitivnog otpora s povećanjem frekvencije je očito - što je viša frekvencija struje, manje naboja na kondenzatoru ima vremena da se akumulira na pločama kondenzatora za polovicu razdoblja (dok struja teče u jednom smjeru), to je niža napon na njemu, to manje sprječava prolaz struje u strujnom krugu. Slično razmišljanje vrijedi i za objašnjenje ovisnosti ovog otpora o kapacitetu kondenzatora.
Vratimo se na razmatranje kruga prikazanog na sl. 653, koji je opisan jednadžbom (1). Zanemarujući unutarnji otpor izvora, zapisujemo eksplicitni izraz za napon koji stvara izvor 
Ovdje U o- amplitudna vrijednost napona, jednaka vrijednosti amplitude EMF izvora. Osim toga, sada smatramo da je početna faza izvornog EMF-a jednaka nuli (prije smo fazu fluktuacija napona na otporniku uzimali kao nulu).
Koristeći ovu jednadžbu i odnos između jakosti struje i naboja kondenzatora, naći ćemo eksplicitan izraz za ovisnost struje u krugu o vremenu. Ovu ovisnost predstavljamo u obliku
gdje ja o i φ
- amplitudnu vrijednost jakosti struje i faznu razliku između kolebanja struje i napona izvora koji se utvrđuje. Lako je vidjeti da se u ovom slučaju naboj kondenzatora mijenja u skladu sa zakonom
Za provjeru ovog odnosa dovoljno je izračunati derivaciju reducirane funkcije i uvjeriti se da se poklapa s funkcijom (9).
Zamijenite ove izraze u jednadžbu (8)
i transformirati trigonometrijski zbroj 
gdje kroz φ 1 označava količinu koja zadovoljava uvjet 
Sada se vidi da je da bi funkcija (9) bila rješenje jednadžbe (8) potrebno da njeni parametri poprime vrijednosti:
Amplituda 
željena fazna razlika povezana je s parametrom koji se pojavio φ 1 omjer φ + φ 1 = 0, to je 
Tako je pronađena eksplicitna ovisnost jačine struje o vremenu.
U principu, ovom metodom možete izračunati bilo koji krug izmjenične struje. Ali ovaj pristup zahtijeva glomazne trigonometrijske i algebarske transformacije. Do istih se rezultata može puno lakše doći korištenjem formalizma vektorskog dijagrama. Pokažimo kako se metoda vektorskog dijagrama primjenjuje na krug koji se razmatra. Najvažnija stvar pri korištenju ove metode je konstrukcija vektorskog dijagrama koji prikazuje fluktuacije struja i napona u različitim dijelovima strujnog kruga.
Budući da su kondenzator i otpornik spojeni serijski, struje kroz njih su u svakom trenutku iste. Jačinu struje predstavljamo u obliku proizvoljno usmjerenog vektora (na primjer, vodoravno 2, kao na slici 656). 
riža. 656
Zatim ćemo prikazati vektore fluktuacija napona na otporniku U R, što je paralelno s vektorom strujnih oscilacija (budući da je fazni pomak između tih oscilacija jednak nuli) i napona na kondenzatoru U C, koji je okomit na vektor strujnih oscilacija (budući da je fazni pomak između njih jednak π / 2- vidi sl. 657). 
riža. 657
Zbroj ovih napona jednak je naponu izvora, dakle vektor zbroja vektora koji predstavljaju oscilacije U R i U C, prikazuje fluktuacije napona izvora U (t).
Ako inzistirate da je faza ukupnog napona nula (tj. vektor koji predstavlja U treba postaviti vodoravno), zatim okrenite konstruirani dijagram (sl. 657). Nećemo se dalje baviti takvim dogmatizmom!
Iz izgrađenog dijagrama proizlazi da su vrijednosti amplitude razmatranih naprezanja povezane relacijom (slijedeći iz Pitagorinog teorema) 
Izražavanje amplituda napona kroz amplitudu jakosti struje pomoću poznatih relacija 
i 
dobivamo elementarnu jednadžbu za određivanje amplitude struje 
iz kojeg nalazimo amplitudu struje u krugu 
što se prirodno poklapa s izrazom (11) dobivenim ranije glomaznom algebarskom metodom. Vektorski dijagram također olakšava određivanje faznog pomaka između fluktuacija struje i napona izvora. 
koji se također poklapa s ranije dobivenim.
Kao što vidite, metoda vektorskih dijagrama omogućuje vam da u potpunosti izračunate karakteristike krugova izmjenične struje, mnogo lakše od gornje metode analitičkog rješenja odgovarajuće jednadžbe.
Treba naglasiti da je fizička bit obje metode ista, izražena je jednadžbom (10), razlika je samo u matematičkom jeziku kojim se ova jednadžba rješava.
Izračunajmo prosječnu snagu koju razvija izvor. Trenutačna vrijednost ove snage jednaka je umnošku EMF-a na amperažu P = EI... Zamjenom eksplicitnih vrijednosti za ove veličine i provođenjem usrednjavanja, dobivamo 
Imajte na umu da je rezultirajući izraz za prosječnu snagu uobičajen za izmjeničnu struju: prosječna snaga izmjenične struje jednaka je polovici umnoška 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 izmjenične električne struje jednaka je umnošku 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 za prijenos kroz električni vod, potrebno je nastojati da fazni pomak između struje i napona bude minimalan (optimalno nula), budući da će u tom slučaju prenesena 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), čime dobivamo 
Prilikom izvođenja ovog odnosa koristili smo formulu (14) za amplitudu struje u krugu. Rezultat je očit - 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 snage struje može se provesti i pomoću konstruiranog vektorskog dijagrama, iz kojeg slijedi da je umnožak 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 međusobno proporcionalne, duljine vektora vektorskih dijagrama mogu se smatrati proporcionalnim efektivnim (a ne amplitudama) vrijednostima. S ovom definicijom, prosječni umnožak dviju harmonijskih funkcija jednak je skalarnom umnošku vektora koji predstavljaju te funkcije.
1 Ovdje koristimo matematičku operaciju za izračunavanje derivacije funkcije. Ako vas još uvijek plaši, upotrijebite analogiju s mehaničkim harmonijskim oscilacijama: analog naboja je koordinata, a analog jačine struje je trenutna brzina.
2 Stalno naglašavamo da početna faza pojedine 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 "izvještajnu točku" 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 pomoću brojnih parametara (kapacitivnost, radni napon, itd.), Jedna od tih karakteristika je otpor. Kondenzator praktički ne dopušta prolazak istosmjerne električne struje. Odnosno, otpor kondenzatora je beskonačno velik za istosmjernu struju, ali ovo je idealan slučaj. Kroz pravi dielektrik može teći vrlo mala struja. Ova struja se naziva struja curenja. Struja propuštanja pokazatelj je 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 kruga, znajući veličinu napona na koji je kondenzator napunjen i struju curenja. Ali obično, pri rješavanju obrazovnih problema, otpor kondenzatora na istosmjernu struju smatra se beskonačno velikim.
Otpor kondenzatora na izmjenični napon
Kada je kondenzator spojen na krug izmjenične 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, osim aktivnog otpora, prisutan i kapacitivni otpor kondenzatora.
I tako se kondenzator, koji je uključen u krug izmjenične struje, ponaša kao otpor, odnosno utječe na struju koja teče u krugu. Vrijednost kapacitivnog otpora označava se kao, njegova je vrijednost povezana s frekvencijom struje i određena je formulom:
gdje je frekvencija izmjenične struje; - kutna frekvencija struje; C je kapacitet kondenzatora.
Ako je kondenzator uključen u krug izmjenične struje, tada se u njemu ne troši energija, jer se faza struje pomiče u odnosu na napon za. Ako uzmemo u obzir jedno razdoblje fluktuacije struje u krugu (T), onda se događa sljedeće: kada se kondenzator napuni (ovo jest), 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) još uvijek gubi kada kroz njega teče izmjenična struja. To je zato što postoje promjene u stanju dielektrika kondenzatora. Osim toga, postoji nešto propuštanja u izolaciji ploča kondenzatora, pa se pojavljuje mali aktivni otpor, koji je, takoreći, spojen paralelno s kondenzatorom.
Primjeri rješavanja problema
PRIMJER 1
| Vježbajte | Titrajni krug ima otpor (R), induktor (L) i kondenzator C (slika 1). Na njega je spojen vanjski napon čija je amplituda jednaka, a frekvencija. Kolika je amplituda struje u krugu? |
| Riješenje | Otpor kruga na slici 1 je zbroj aktivnog otpora R, kapacitivnosti kondenzatora i otpora prigušnice. Ukupni otpor kruga (Z), koji sadrži gore navedene elemente, nalazi se kao: Ohmov zakon za naš dio kruga može se zapisati kao: Izrazimo traženu amplitudu struje iz (1.2), zamijenimo desnu stranu formule (1.1) umjesto Z, imamo:
|
| Odgovor |  |
Definicija 1
Neka je izvor izmjenične struje uključen u krug u kojem su induktivnost i kapacitet zanemarivi. Izmjenična struja se mijenja u skladu sa zakonom:
Slika 1.
Zatim, ako primijenimo Ohmov zakon na dio kruga ($ a R u $) (slika 1), dobivamo:
gdje je $ U $ napon na krajevima presjeka. Fazna razlika između struje i napona je nula. Amplitudna vrijednost napona ($ U_m $) jednaka je:
gdje se zove koeficijent $ R $ aktivni otpor... Prisutnost aktivnog otpora u krugu uvijek dovodi do stvaranja topline.
Kapacitet
Pretpostavimo da je kondenzator kapaciteta $ C $ uključen u dio kruga, a $ R = 0 $ i $ L = 0 $. Snagu struje ($ I $) smatrat ćemo pozitivnom ako ima smjer prikazan na sl. 2. Neka je naboj na kondenzatoru $ q $.
Slika 2.
Možemo koristiti sljedeće omjere:
Ako je $ I (t) $ definiran jednadžbom (1), tada se naboj izražava kao:
gdje je $ q_0 $ proizvoljni konstantni naboj kondenzatora, koji nije povezan sa strujnim fluktuacijama, pa možemo pretpostaviti da je $ q_0 = 0. $ Dobivamo napon jednak:
Formula (6) pokazuje da fluktuacije napona na kondenzatoru zaostaju za trenutnim fluktuacijama u fazi za $ \ frac (\ pi) (2). $ Amplituda napona na kondenzatoru je:
Količina $ X_C = \ frac (1) (\ omega C) $ naziva se reaktancijski kapacitet(kapacitivni otpor, prividni otpor kapacitivnosti). Ako je struja konstantna, tada je $ X_C = \ infty $. To znači da kroz kondenzator ne teče istosmjerna struja. Iz definicije kapacitivnog otpora može se vidjeti da su pri visokim frekvencijama vibracija mali kapaciteti mali otpori izmjenične struje.
Induktivni otpor
Neka dio kruga ima samo induktivitet (slika 3). Smatrat ćemo $ I> 0 $ ako je struja usmjerena od $ a $ do $ u $.
Slika 3.
Ako struja teče u zavojnici, tada se u induktivitetu pojavljuje EMF samoindukcije, stoga će Ohmov zakon poprimiti oblik:
Prema hipotezi, $R = 0. \ mathcal E $ samoindukcija može se izraziti kao:
Iz izraza (8), (9) slijedi:
Amplituda napona u ovom slučaju je:
gdje je $ X_L- \ $ induktivna reaktancija (prividni otpor induktivnosti).
Ohmov zakon za krugove izmjenične struje
Definicija 2
Izraz kao:
se zovu ukupni električni otpor, ili impedancija, ponekad se naziva Ohmov zakon za izmjeničnu struju... Međutim, treba imati na umu da se formula (12) odnosi na amplitude struje i napona, a ne na njihove trenutne vrijednosti.
Primjer 1
Vježba: Kolika je efektivna vrijednost struje u strujnom krugu. Krug izmjenične struje sastoji se od serijski spojenih: kondenzatora $ C $, induktora $ L $, otpora $ R $. Na stezaljke kruga se primjenjuje napon; radni napon je $ U $, čija je frekvencija $ \ nu $.
Riješenje:
Budući da su svi elementi kruga spojeni serijski, jačina struje u svim elementima je ista.
Izražava se vršna vrijednost struje "Ohmov zakon za izmjeničnu struju":
povezana je s efektivnom vrijednošću jakosti struje kao:
U uvjetima problema imamo efektivnu vrijednost napona $ U $, potrebna nam je amplituda napona u formuli (1.1), koristeći formulu:
Zamjenom formula (1.1) i (1.3) u formulu (1.2) dobivamo:
gdje je $ \ omega = 2 \ pi \ nu. $
Odgovor:$ I = \ frac (U) (\ sqrt (R ^ 2 + (\ lijevo (2 \ pi \ nu L- \ frac (1) (2 \ pi \ nu C) \ desno)) ^ 2)).
Primjer 2
Vježba: Koristeći uvjete problema u prvom primjeru, pronađite RMS napone na induktoru ($ U_L $), otporu ($ U_R $), kondenzatoru ($ U_C $).
Riješenje:
Napon na aktivnom otporu ($ U_R $) je:
Napon kondenzatora ($ U_C $) definiran je kao:
Odgovor:$ U_L = 2 \ pi \ nu L \ frac (U) (\ sqrt (R ^ 2 + (\ lijevo (2 \ pi \ nu L- \ frac (1) (2 \ pi \ nu C) \ desno)) ^ 2)), \ U_R = \ frac (UR) (\ sqrt (R ^ 2 + (\ lijevo (2 \ pi \ nu L- \ frac (1) (2 \ pi \ nu C) \ desno)) ^ 2)), U_C = \ frac (1) (C2 \ pi \ nu) \ frac (U) (\ sqrt (R ^ 2 + (\ lijevo (2 \ pi \ nu L- \ frac (1) (2 \ pi \ nu C) \ desno)) ^ 2)).
