Конденсатор в колі змінного струму
Постійний струм через конденсатор НЕ тече – для постійного струму конденсатор є розривом ланцюга. Однак змінному струму конденсатор не перешкода! Протікання змінного струму через конденсатор забезпечується періодичною зміною заряду на його пластинах.
Ємкісне опір обернено пропорційно циклічної частоті коливань напруги (струму) і ємності конденсатора. Спробуємо зрозуміти фізичну причину такої залежності.
1. Чим більше частота коливань (при фіксованій ємності C), тим за менший час по ланцюгу проходить заряд CU0; тим більше амплітуда сили струму і тим менше ємкісне опір. При ш ^ œ ємкісне опір прагне до нуля: Xc ^ 0.
Це означає, що для струму високої частоти конденсатор фактично є коротким замиканням ланцюга.
Навпаки, при зменшенні частоти ємкісне опір збільшується, і при u ^ 0 маємо Xc ^ œ. Це не дивно: випадок u = 0 відповідає постійному струму, а конденсатор для постійного струму являє собою нескінченне опір (розрив ланцюга).
2. Чим більше ємність конденсатора (при фіксованій частоті), тим більший заряд CU0 проходить по ланцюгу за той же час (за ту ж чверть періоду); тим більше амплітуда сили струму і тим менше ємкісне опір.
Підкреслимо, що, на відміну від ситуації з резистором, миттєві значення струму і напруги в одні й ті ж моменти часу вже не будуть задовольняти співвідношенню, аналогічному закону Ома. Причина полягає в зрушенні фаз: напруга змінюється за законом синуса, а сила струму – за законом косинуса; ці функції не пропорційні один одному. Законом Ома пов’язані лише амплітудні значення струму і напруги.