Fizika - Váltóáram esetében miért van hogy a feszültség késik az áramerősséghez képest ha kondenzátor is van az áramkörben?

A kondenzátorban felhalmozott töltés a rákapcsolt feszültséggel arányos: Q=C·U

A kondenzátorban felhalmozott töltés felírható az áram és az idő szorzataként is: Q=I·t

Ha időben változik a kondenzátor töltése, akkor változik a feszültsége is: ΔQ=C·ΔU

Ha időben változik a kondenzátor árama, akkor változik a töltése is: ΔQ=ΔI·Δt

E két egyenlet alapján a kondenzátor árama: ΔI=C·ΔU/Δt

Az áram változzon szinuszosan: I=Im·sinωt

A szinuszfüggvény meredeksége a nullátmenetkor a legnagyobb, és a szélsőértékeknél nulla. Ennek megfelelően a kondenzátoron akkor folyik maximális áram, ha a feszültségnek nullátmenete van, és abban a pillanatban lesz nulla az áramerősség értéke, amikor a feszültség a csúcsértékét veszi fel. Eszerint a kondenzátor feszültsége: U=–Um·cosωt=Um·sin(ωt–π/2)

Ezt összehasonlítva az áram időfüggvényével látható, hogy a kondenzátor feszültsége 90°-ot késik az áramához képest.

A kérdésedre a válasz:

Az ideális kondenzátor esetén a feszültség 90°-ot késik az áramhoz képest. Ohmos ellenállás esetén az áram fázisban van a feszültséggel, a közöttük levő fázisszög 0°. Ha a például párhuzamosan kapcsolsz egy ellenállást és egy kondenzátort, akkor az eredő áram az ellenállás áramának és a kondenzátor áramának a vektoriális eredője lesz. Ezért a fázistolás 0° és –90° között lesz, de a feszültség továbbra is késik az eredő áramhoz képest.