Na serijska veza svitak i kondenzator na projektnom dijagramu, svaki od ovih elemenata električnog kruga može se prikazati aktivnim i reaktivnim otporom ili aktivnom i reaktivnom vodljivošću.
Za proračun, dijagram na sl. 14.1, a, gdje su elementi spojeni serijski, a u krugu na Sl. 14.1, b kombiniraju se na mješoviti način.
Pretpostavimo da su poznati parametri zavojnice R1, L i kondenzatora R2, C; struja strujnog kruga i = I m sinωt.
Potrebno je odrediti napon na dijelovima kruga i snagu.
Vektorski dijagram i ciljna impedancija
Trenutna vrijednost ukupnog napona može se predstaviti kao zbroj trenutnih napona na pojedinačni elementi shema:
u = u 1R + u L + u C + u 2R,
mislim izvan faze aktivni i reaktivni napon, ukupni napon će se dobiti vektorskim zbrajanjem:
U = U 2R + U L + U C + U 2R
Za izradu vektorskog dijagrama nalazimo:
U1R = IR1; U2R = IR2; U L = IX L; U C = IX C.
Ovisno o omjeru vrijednosti reaktancije induktiviteta i kapacitivnosti, mogu se uočiti tri slučaja:
1.
X L> X C
... U ovom slučaju, vektorski dijagram je prikazan na Sl. 14.2. Na dijagramu su prikazani naponski trokuti za zavojnicu i kondenzator, a vektori napona U 1 i U 2 nalaze se na tim elementima. 
Vektorski zbroj naprezanja U 1 + U 2 = U daje ukupni napon u krugu. Istovremeno, vektor U je hipotenuza pravokutnog naponskog trokuta, čiji su krakovi aktivni i reaktivni naponi strujnog kruga ( U a i U str ). Budući da su vektori aktivnih komponenti napona usmjereni u jednom smjeru, dodaju se njihove numeričke vrijednosti: U a = U 1R + U 2R.
Vektori reaktivnih komponenti napona usmjereni su duž jedne ravne u suprotnim smjerovima, stoga su zadani različiti znakovi: napon reaktivne induktivnosti smatra se pozitivnim, a napon kapacitivnosti negativnim: U p = U L - U C.
S istom strujom u svim elementima strujnog kruga U L> U C
... Trenutno zaostaje za općim stresom
fazu po kutu φ
... Iz trokuta naprezanja slijedi 
gdje R = R 1 + R 2 i X = X L - X C opći i aktivni i reaktancija lanci. Impedancija lanci - Z.
Ti se otpori mogu grafički prikazati stranicama pravokutnog trokuta otpora, koji su već primljeni na poznat način iz trokuta naprezanja.
Impedancija kruga Z je koeficijent proporcionalnosti između efektivnih vrijednosti struje i ukupnog napona kruga:
U = IZ; I = U / Z; Z = U / I.
Iz trokuta napona i otpora određuju se sljedeće vrijednosti: 
Fazni kut između napona i struje u krugu je pozitivan ( φ > 0) (fazne struje se mjere iz vektora struje).
2. X L< Х C Vektorski dijagram prikazan je na sl. 14.3, gdje je U L φ <0.
Re otpor kruga je kapacitivni .
Proračunske formule za prvi slučaj ostaju nepromijenjene za drugi slučaj.
3. X L = X C ... U ovom slučaju, reaktivne komponente napona zavojnice i kondenzatora jednake su po veličini i međusobno kompenzirane: U L = U C (sl. 14.4). Dakle, reaktivna komponenta ukupnog napona i ukupna reaktancija su nula, a impedancija strujnog kruga je Z = R.
Ukupni napon je u fazi sa strujom i po veličini je jednak aktivnom
komponenta napona.
Fazni kut φ između struje i ukupnog napona jednak je nuli.
Struja u krugu i ukupni napon povezani su formulom
U = IR, ili I = U / R.
U slučaju X L = X C, u krugu se događa fenomen naponske rezonancije.
Energetski proces u krugu sa serijskim spojem kondenzatora i zavojnice
Iz naponskog trokuta lako je dobiti trokut snage iz kojeg slijede već poznate formule:
Jalove snage također su uključene u izračune s različitim predznacima: induktivna snaga je pozitivna, a kapacitivna snaga negativna.
U skladu s tim, predznak jalove snage cijelog kruga može biti jedan ili drugi, što također slijedi iz formula (14.2).
Na φ> 0 Q> 0
; na φ<0 Q<0.
Aktivna snaga je pozitivna pod bilo kojim kutom, budući da je cos φ = cos (- φ ).
Prividna snaga je također uvijek pozitivna. Na temelju formula (14.2) možemo zaključiti da je u razmatranom lancu transformacija električna energija(R ≠ 0) i proces razmjene između generatora i prijemnika (Q ≠ 0 pri φ ≠ 0).
Energetski procesi u ovom slučaju su složeniji nego u prethodno razmatranim jednostavnim krugovima. Komplikacija se objašnjava činjenicom da uz izmjenu energije između generatora i prijemnika dolazi do izmjene energije unutar prijemnika, između zavojnice i kondenzatora.
Značajke energetskog procesa u krugu sa serijskim spojem zavojnice i kondenzatora prikazane su na sl. 14.5, koji prikazuje grafikone trenutne snage pojedinih elemenata i sklopa u cjelini pri X L = X C.
Zavojnica i kondenzator pohranjuju jednake količine energije tijekom pola ciklusa. Međutim, u prvoj četvrtini razdoblja, kada struja raste, a napon na kondenzatoru opada, energija se akumulira u magnetskom polju zavojnice i smanjuje u električnom polju kondenzatora, a brzina promjene energije (snaga ) je isto u svakom trenutku. To daje razloga vjerovati da se razmjena energije događa samo u prijemniku između zavojnica
i kondenzator.
Za pretvaranje električne energije u drugi oblik, prijemnik je prima od generatora prosječnom brzinom (snagom) R.
Zadaci na temu i primjer rješavanja zadatka za strujni krug sa serijskim spojem kondenzatora i zavojnice
Ohmov zakon, u zatvorenom krugu istosmjerna struja
napon na stezaljkama izvora manji je od EMF
U = IR; U = E - Ir
AC otpornik
R 
Razmotrimo krug koji se sastoji od promjenjivog izvora
struja, otpornik i idealne žice.
Pretpostavimo da je napon na otporniku
mijenja po harmonijski zakon
U = U 0 cosω t.
Nađimo jačinu struje koja teče kroz otpornik.
Ohmov zakon za lančani dio
I = U / R ==> I = I 0 cosω t
Amplituda struje ja 0 = U 0 / R
Struja i napon se mijenjaju po istom harmonijskom zakonu (kosinusu), odnosno u fazi su. To znači, da je npr. u tom trenutku kada je struja u strujnom krugu maksimalna, napon na otporniku također maksimalan.
AC kondenzator
Spojimo kondenzator u istosmjerni krug. Dio naboja će teći od izvora struje do ploča kondenzatora. U krugu se pojavljuje kratkotrajni impuls struje punjenja. Kondenzator se puni na izvorni napon, nakon čega struja prestaje. Kroz kondenzator ne može teći istosmjerna struja!
R 
Razmotrimo procese koji se događaju kada je kondenzator spojen na krug naizmjenična struja
struja punjenja
Kroz dielektrik koji razdvaja ploče kondenzatora, struja ne može nastaviti kao prije. Ali kao rezultat povremenog ponavljanja procesa punjenja i pražnjenja kondenzatora, u krugu će se pojaviti izmjenična struja.
Ako se napon u krugu mijenja prema harmonijskom zakonu,
U = U 0 cos ωt
tada se mijenja naboj na pločama kondenzatora
također naharmonijski zakon
q = Cu = CU 0 cosω t
a struja u strujnom kolu može se naći kao derivat naboja
i = q /
i = -CU 0 ω grijehω t = CU 0 ω jer (ω t + π / 2),
ja = ja 0 ω jer (ω t + π / 2)
Amplituda struje ja 0 = CU 0 ω
Iz dobivene formule se vidi da u svakom trenutku
fazna struja više naponske faze uključenoπ /2.
U izmjeničnom krugu, napon na strujnom kondenzatoru zaostaje u fazi od strujeπ / 2, odnosno četvrtina razdoblja.
Kapacitet
Vrijednost
se zovu kapacitivni otpor.
Odnos između amplitudnih vrijednosti struje i napona formalno se podudara s Ohmovim zakonom za dio strujnog kruga
Isti odnos vrijedi i za efektivne vrijednosti struje i napona.
Kapacitet kondenzatora ovisi o frekvencija izmjeničnog napona. Povećanjem učestalosti fluktuacija napona kapacitivni otpor opada, pa se amplituda struje povećava izravno proporcionalno frekvencijija 0 = CU 0 ω.
Kako frekvencija opada, amplituda struje opada i, pri ω = 0, prelazi na 0. Imajte na umu da nulta frekvencija titranja znači da u krugu teče istosmjerna struja.
AC induktor
Pretpostavljamo da induktor ima zanemariv aktivni otpor R. Takav element se ne može uključiti u istosmjerni krug, jer će doći do kratkog spoja.
U krugu izmjenične struje spriječeno je trenutno povećanje jakosti struje EMF samoindukcije. Štoviše, za supravodiče i + u = 0.
Korištenje Faradayeva zakona za samoindukciju e i = -Li / ,
može se pokazati da ako se struja u krugu mijenja prema harmonijskom zakonu
ja = ja 0 jer (ω t),
tada se fluktuacije napona na svitku opisuju sa
jednadžba
U = - ja 0 Lω grijeh ω t = ja 0 Lω cos(ω t+ π /2),
tj. fluktuacije napona faza ispred trenutnih fluktuacija zaπ /2 .RaditiU 0 = ja 0 Lω je amplituda napona:
U = U 0 jer (ω t + π / 2)
Induktivni otpore
Vrijednost
Rezonancija struja
Svrha rada je proučavanje osnovnih odnosa u razgranatom krugu izmjenične struje, kao i proučavanje rezonancije struja.
Slika 13 prikazuje razgranati izmjenični krug koji se sastoji od tri paralelno spojena prijemnika: otpornika (cijevni ili žičani reostat) s otporom, induktora s induktivnom reaktancijom i otporom te kondenzatora s kapacitivnim otporom.
Uz paralelnu vezu, prikladnije je prijemnike električne energije karakterizirati vodljivošću, a zatim iz kruga prikazanog na sl. 13, možemo prijeći na ekvivalentni sklop prikazan na Sl. 14.
 Slika 13 |  Slika 14 |
Ovdje je aktivna vodljivost otpornika; i - induktivnu i aktivnu vodljivost zavojnice; Je kapacitivna vodljivost kondenzatora.
Upotrijebimo dobro poznate formule za prijelaz s otpora (,,) serijskog kruga na vodljivosti (,,) ekvivalentnog paralelnog kruga:
; 
; 
.
Aktivna vodljivost otpornika
.
Aktivna vodljivost induktora
.
Induktivna vodljivost zavojnice
.
Kapacitivna vodljivost kondenzatora
.
U dijagramu na sl. 14, mogu se razmotriti tri slučaja.
1. slučaj... Krugom dominira induktivna vodljivost ( 
), zatim 
... Vektorski dijagram struja za ovaj slučaj prikazan je na Sl. 15. Aktivna struja otpornika i aktivna struja zavojnice poklapaju se s vektorom napona kruga.
Struja induktivnog svitka zaostaje za naponom za kut. Ukupna struja zavojnice jednaka je geometrijskom zbroju aktivne i induktivne struje svitka 
a za naponom zaostaje za kut. Kapacitivna struja kondenzatora povučena s kraja vektora vodi napon na stezaljkama strujnog kruga pod kutom. Vektor zatvaranja jednak je struji u nerazgrananom dijelu strujnog kruga.
Vektorski dijagram pokazuje da kada su prijemnici spojeni paralelno, aktivne struje se zbrajaju aritmetički:
;
reaktivne struje - algebarski:
;
ukupne struje - geometrijski :
.
Posljednja formula izražava prvi Kirchhoffov zakon za efektivne vrijednosti izmjenične struje.
Za praktične izračune prikladno je koristiti formulu
dobiveno iz trokuta struja OAB(slika 15).
2. slučaj... U krugu dominira kapacitivna vodljivost ( 
) onda 
... Ukupna struja u krugu grafički definira se slično kao u prvom slučaju (slika 16). Kako se vidi iz sl. 16, struja je ispred napona za kut.
3. slučaj... Jednakost reaktivnih vodljivosti ( 
), zatim 
... Ukupna struja u ovom slučaju (slika 17) je u fazi s naponom ( 
). Ovaj način rada naziva se rezonancija struja, jer su struje jednake i suprotne u fazi. Za krug koji se razmatra (vidi sliku 14), uvjet za rezonanciju struja može se zapisati u sljedećem obliku:
;
.
 Slika 16 |  Slika 17 |
Očito, rezonancija struja može se postići promjenom jednog od parametara kruga: induktiviteta ili kapacitivnosti, kao i promjenom frekvencije opskrbne mreže.
U laboratorijskom radu, promjena načina rada kruga i dobivanje rezonancije struja provodi se postupnom promjenom kapaciteta na 
i 
... Fenomen strujne rezonancije karakteriziraju sljedeća svojstva:
1) 
... Ako su zavojnica i kondenzator idealni, tada će struja u krugu kondenzatora biti jednaka struji u krugu zavojnice. U praksi je u trenutku rezonancije struja u zavojnici uvijek veća od struje kondenzatora.
2) 
, Zato 
... Ukupna snaga cijelog kruga jednaka je aktivnoj ( 
). Posljedično, u trenutnom režimu rezonancije, krug se ponaša kao aktivan. Štoviše, prije rezonancije, krug je aktivno-induktivan, a nakon rezonancije - aktivno-kapacitivan;
3) pri konstantnom naponu na stezaljkama strujnog kruga postoji minimum struje u nerazgranatom dijelu strujnog kruga (slika 18). Doista, struja na 
imamo 
;
4) pri proračunu rezonantnih krugova treba uzeti u obzir da ako i >> 
, tada struje i mogu biti višestruko veće od ukupna struja u nerazgranatom dijelu lanca.
Fizička bit rezonancije struja postaje jasna kada se uzme u obzir energetska strana procesa. U rezonanciji je energija pohranjena u magnetskom polju zavojnice jednaka energiji pohranjenoj u električnom polju kondenzatora. U ovom slučaju su oscilacije energije zavojnice i kondenzatora suprotne po fazi, t.j. energija se izmjenjuje između zavojnice i kondenzatora. Između generatora, s jedne strane, i zavojnice i kondenzatora, s druge strane, nema izmjene energije, a generator prenosi energiju samo na aktivni otpor. Dakle, fizička priroda rezonancije struja slična je rezonanciji napona. Međusobna razmjena reaktivna energija između induktora i kondenzatora koristi se u praksi, posebno za povećanje faktora snage na ulaznim stezaljkama prijamnika električne energije.
Faktor snage(
) prijemnici električne energije
Obično električni prijemnici(motori, transformatori) su aktivno-induktivne prirode i rade s faznim kutom 
... Generator koji opskrbljuje takav prijamnik, dalekovod do njega i sam prijamnik izračunavaju se punom snagom 
... Prosječna (ili aktivna) snaga prijemnika, koja odgovara pretvorbi električne energije u toplinsku ili mehanički rad, odgovara jednakosti 
... Ovdje 
- faktor snage prijemnika; 
- tj. faktor snage je omjer aktivne snage i prividne snage. Obično, 
, tj. izračunata (puna) snaga generatora i dalekovoda se ne koriste s punom učinkovitošću. Otuda je važnost povećanja faktora snage za nacionalnu ekonomiju (u graničnom slučaju do 
).
Struja koju povlači prijemnik iz generatora također ovisi o faktoru snage, t.j.
.
Ako prijemnik radi na konstantnoj snazi i naponu koji odgovara
nazivne (putovnice) podatke prijemnika, tada će struja biti veća, niža ... Povećanje struje dovodi do povećanja gubitaka energije u generatorima, dalekovodima i prijemnicima. Dakle, za puna upotreba potrebna je proračunska snaga generatora i smanjenje gubitaka energije podići prijemnici. Kako bi se povećao faktor snage, kondenzatorska banka je spojena paralelno s prijemnikom.
U ovom slučaju 
, gdje je kapacitivna snaga kondenzatora; Je induktivna snaga prijemnika.
Kod rezonantnih struja 
, 
, 
... Obično se faktor snage prijemnika povećava na vrijednost 
0,92-0,95, budući da njegov daljnji rast zahtijeva značajno povećanje kapaciteta kondenzatorske banke, a time i povećanje njezine cijene. Kapacitet kondenzatora, koji mora biti spojen paralelno s prijemnikom kako bi se povećao faktor snage od veličine na vrijednosti! 
, može se odrediti formulom
,
gdje - aktivna snaga prijamnik; - frekvencija mreže, 50 Hz; - mrežni napon.
Program rada
1. Istražite rad kruga, uključujući naizmjenično otpornik, zavojnicu i kondenzator.
2. Istražiti rad otpornika, zavojnice i kondenzatora spojenih paralelno s promjenjivim kapacitetom prije rezonancije struja, s rezonancijom i nakon rezonancije.
3. Izračunajte količinu kapacitivnosti koja je potrebna za povećanje faktora snage prijemnika koji se sastoji od paralelnog otpornika i induktora za najveća vrijednost 
1 i usporedite s eksperimentalnim podacima (redak 6 u tablici 3) *.
Radni nalog
1. Sklop će se sklopiti (sl. 19). AT autotransformator postavlja napon u rasponu od 90 ... 120 V, koji se održava konstantnim tijekom svih mjerenja.
2. Za izvođenje prvog dijela rada, otpornik, zavojnica i kondenzator se uključuju naizmjence. U svakom slučaju, očitanja instrumenata se bilježe u tablici promatranja.
3. Drugi dio rada izvodi se uz istovremeno uključivanje sva tri prijemnika. Istraživanje se provodi na sljedeći način. Promjenom kapacitivnosti kondenzatorske banke, krug se podešava prema fazomeru ( 
) u rezonantno stanje. Nešto fino ugađanje u rezonantno stanje moguće je promjenom položaja jezgre u zavojnici. Nakon toga se jezgra klinasti tako da 
... Nadalje, promjena kapaciteta od 0 do maksimuma moguće značenje, očitajte uređaje dva pokusa prije rezonancije struja i dva - nakon rezonancije. Rezultati pokusa upisani su u tablicu. 3.
Kontinuirane prisilne oscilacije od velike su praktične važnosti. Besplatno elektromagnetske vibracije u krugu, brzo propadaju i stoga se praktički ne koriste. Izmjenična struja koju koriste potrošači nije ništa drugo do prisilne elektromagnetske oscilacije. Frekvencija izmjenične struje označava broj oscilacija u sekundi. Standardna frekvencija industrijska struja jednaka je 50 Herca. To znači da tijekom 1 s struja teče 50 puta u jednom smjeru i 50 puta u drugom. Frekvencija od 50 Hertz usvojena je za industrijsku struju u mnogim zemljama svijeta. Jačina struje i napona mijenjaju se tijekom vremena prema harmonijskom zakonu. To proizlazi iz sljedećeg obrazloženja. Ako se napon na krajevima strujnog kruga harmonično mijenja, tada će se skladno promijeniti i jakost električnog polja unutar vodiča. Ove harmonijske promjene u jakosti polja će uzrokovati harmonijske vibracije brzina uređenog gibanja nabijenih čestica i, posljedično, harmonijske oscilacije jakosti struje. Kada se napon na krajevima kruga promijeni, električno polje se ne mijenja trenutno u cijelom krugu. Ako je vrijeme širenja promjena polja u krugu mnogo manje od perioda kolebanja napona, tada možemo pretpostaviti da se električno polje u cijelom krugu mijenja gotovo trenutno kada se promijeni napon na krajevima kruga. Izmjenični napon koji koriste potrošači u rasvjetnoj mreži generiraju generatori u elektranama. Žičani okvir koji rotira u konstantnom jednoličnom magnetskom polju može se promatrati kao najjednostavniji model alternatori. Tok magnetske indukcije koji prodire kroz žičani okvir proporcionalan je kosinusu alfa kuta između normale na okvir i vektora magnetske indukcije. Ujednačenom rotacijom okvira, alfa kut se povećava izravno proporcionalno vremenu. Stoga se tok magnetske indukcije skladno mijenja. Po zakonu elektromagnetska indukcija, EMF indukcije u okviru jednak je brzini promjene toka magnetske indukcije u vremenu uzetom sa predznakom minus. Inače, EMF elektromagnetske indukcije jednak je vremenskom izvodu toka magnetske indukcije. Kada se napon mijenja prema harmonijskom zakonu, prema istom zakonu mijenja se i jakost električnog polja u vodiču. Pod utjecajem izmjeničnog električnog polja u vodiču nastaje izmjenična električna struja čija se frekvencija i faza titranja poklapaju s frekvencijom i fazom titranja napona. Otpornički krugovi. Krug se sastoji od spojnih žica i opterećenja niske induktivnosti i velikog otpora, koji se naziva otpor. Kada je prisutno otporno opterećenje, krug apsorbira energiju iz generatora. Ta se energija pretvara u unutarnju energiju vodiča – zagrijavaju se. U vodiču s aktivnim otporom, fluktuacije struje u fazi podudaraju se s fluktuacijama napona. U krugu izmjenične struje industrijska frekvencija jednak 50 Hertz, struja i napon se mijenjaju relativno brzo. Snaga u istosmjernom krugu u području s otporom je, po definiciji, umnožak kvadrata jakosti struje i otpora. Za vrlo kratak vremenski interval, izmjenična struja se može smatrati konstantnom. Stoga je trenutna snaga u krugu izmjenične struje u dijelu s aktivnim otporom određena umnoškom kvadrata trenutnu vrijednost jačina struje za otpor. Prosječna snaga izmjenične struje za razdoblje podrazumijeva se kao omjer ukupne energije dovedene u krug tijekom razdoblja i razdoblja. Osoba treba znati prosječnu snagu struje u dijelu strujnog kruga tijekom dugog vremenskog razdoblja, uključujući mnoga razdoblja.
Ovdje je prikazan graf trenutne snage u odnosu na vrijeme. Tijekom jedne četvrtine razdoblja, snaga je više od polovice vršne vrijednosti. Ali tijekom sljedeće četvrtine razdoblja, snaga je manja od ove vrijednosti. Tijekom jedne četvrtine razdoblja, ova funkcija prolazi kroz niz pozitivnih vrijednosti. Polovica kvadrata amplitude struje u oscilatornom elektromagnetskom krugu je prosječna vrijednost kvadrata struje tijekom razdoblja. Vrijednost jednaka korijen od prosječne vrijednosti kvadrata jakosti struje, naziva se efektivna vrijednost jakosti izmjenične struje. Uvijek možete odabrati takvu vrijednost istosmjerne struje tako da energija koju ta struja tijekom vremena oslobađa jednaka energiji koju tijekom istog vremena oslobađa izmjenična struja. Djelotvorna vrijednost izmjenične struje jednaka je istosmjernoj struji koja u vodiču emitira istu količinu topline kao i izmjenična struja za isto vrijeme. Nama važno Opće karakteristike oscilacije kao što su amplituda, period, frekvencija, efektivne vrijednosti struje i napona te prosječna snaga. To su stvarne vrijednosti struje i napona koje bilježe ampermetri i voltmetri izmjenične struje. Fluktuacije struje u krugu s otpornikom su u fazi s fluktuacijama napona. Snaga u AC krugu određena je efektivnim vrijednostima struje i napona. Snaga je jednaka umnošku struje i napona. Zapravo, krug koji sadrži kondenzator ispada da je otvoren, budući da su ploče kondenzatora odvojene dielektrikom. Stoga istosmjerna struja ne može postojati u krugu koji sadrži kondenzator. Izmjenična struja može teći u krugu koji sadrži kondenzator. Napravimo eksperiment. Skladajmo lanac tratinčica od kondenzatora i žarulje sa žarnom niti. Istosmjerni napon na stezaljkama izvora jednak je efektivnoj vrijednosti izmjenični napon... Kada je uključen konstantni napon, lampa ne svijetli. Ali kada uključite izmjenični napon, lampica svijetli. U ovom slučaju, kapacitet kondenzatora je prilično velik. Kondenzator se periodično puni i prazni pod utjecajem izmjeničnog napona. Struja koja teče u krugu kada se kondenzator ponovno napuni zagrijava žarnu nit žarulje. Razmotrimo krug koji sadrži samo kondenzator, gdje se otpor žica i kondenzatorskih ploča može zanemariti. Napon na kondenzatoru odgovara naponu na krajevima kruga. Posljedično, naboj kondenzatora se mijenja prema harmonijskom zakonu. Struja je vremenski derivat naboja. Ovdje su grafikoni ovisnosti struje i napona o vremenu. Može se vidjeti da su fluktuacije jačine struje ispred fluktuacija napona na kondenzatoru u pi sekundi. Amplituda struje jednaka je umnošku maksimalni napon kapacitivnost kondenzatora i frekvenciju cikličkih oscilacija. Vrijednost x-tse, jednaka inverznom umnošku cikličke frekvencije i kapaciteta kondenzatora, naziva se kapacitivnost. Uloga ove veličine slična je ulozi aktivnog otpora u Ohmovom zakonu. To nam omogućuje razmatranje kapacitet kao otpor kondenzatora na izmjeničnu struju. Što je veći kapacitet kondenzatora, to je veća struja punjenja. To se lako otkriva povećanjem žarulje žarulje s povećanjem kapaciteta. S povećanjem kapacitivnosti kondenzatora, kapacitivni otpor se smanjuje. Također se smanjuje s povećanjem učestalosti.
Induktivitet u krugu utječe na izmjeničnu struju. To se može dokazati jednostavnim iskustvom. Napravimo strujni krug od svitka velikog induktiviteta i električna lampa sa žarnom niti. Prekidač se može koristiti za spajanje ovog kruga na izvor konstantnog napona ili izvor izmjeničnog napona jednakih vrijednosti. Svjetiljka svijetli jače kada konstantan napon... Stoga, efektivna vrijednost izmjenična struja u razmatranom krugu manja je od istosmjerne. Tu se manifestira samoindukcija. Kada je zavojnica spojena na izvor konstantnog napona, struja u krugu postupno raste. Vrtložno električno polje koje nastaje povećanjem jakosti struje usporava kretanje elektrona. Tek s vremenom struja dosegne najvišu stabilnu vrijednost koja odgovara danom konstantnom naponu. Ako se napon brzo mijenja, tada struja neće dostići vrijednosti koje bi s vremenom stekla pri konstantnom naponu. Stoga, maksimalna vrijednost jačina izmjenične struje (njena amplituda) ograničena je induktivitetom kruga i bit će manja, što je induktivitet veći i što je veća frekvencija primijenjenog napona. Kada se jačina struje promijeni prema harmonijskom zakonu, EMF samoindukcije bit će jednak suprotnoj vrijednosti derivacije induktivnosti. Budući da je specifični rad Coulombovog polja jednak naponu na krajevima zavojnice, ispada da je napon na krajevima zavojnice harmonično povezan s amplitudnom vrijednošću napona kruga. Posljedično, fluktuacije napona na zavojnici su ispred fluktuacija struje za polovicu pi. U trenutku kada napon na zavojnici dosegne svoj maksimum, struja je nula. U trenutku kada napetost postane jednaka nuli, struja će biti maksimalna. Vrijednost x-el, jednaka umnošku cikličke frekvencije i induktiviteta, naziva se induktivna reaktancija. Amplitudu struje u zavojnici možemo pronaći omjerom amplitude napona i induktivne reaktancije. Ovako izgleda Ohmov zakon za istosmjerni krug sa zavojnicom. Induktivni otpor raste s povećanjem frekvencije, što znači da zavojnica dobro provodi vibracije niske frekvencije i loše - visokofrekventni, a za istosmjernu struju jednak je nuli. Razmislite o korištenju frekvencijskih svojstava kondenzatora i induktora. Stvaran električni krugovi sadrže sve vrste otpora: aktivni, induktivni, kapacitivni, pa struja u stvarnom krugu ovisi o njegovom ukupnom ekvivalentnom otporu.
Kondenzator dobro provodi visokofrekventne vibracije, a slabo niskofrekventne. Zavojnica je obrnuto: dobro provodi niskofrekventne vibracije i loše - visokofrekventne. Ova svojstva omogućuju stvaranje različitih frekvencijski filtri- sklopovi koji omogućuju izdvajanje niskofrekventnih i visokofrekventnih komponenti iz cijelog signala.
Titrajni krug ima izvanredno svojstvo - propuštati oscilacije samo određene frekvencije, ovisno o kapacitetu kondenzatora i induktivnosti zavojnice, pod utjecajem rezonancije. Ova svojstva kruga naširoko se koriste u radio i televizijskoj opremi za prijam i odašiljanje za odabir signala.
Zadatak
Kondenzator je spojen na krug izmjenične struje frekvencije 200 Herca. Napon u krugu je 40 volti, struja je 0,64 ampera. Koliki je kapacitet kondenzatora?
Sjećajući se Ohmovog zakona za krug s titrajni krug, kapacitet kondenzatora izražavamo kao omjer jakosti struje prema naponu i cikličkoj frekvenciji. Da biste odredili cikličku frekvenciju, trebate podijeliti AC frekvenciju s dva pi. Dobivamo rezultat 0,5 mikrofarada je kapacitet kondenzatora.
