Последовательное соединение активного сопротивлении и емкости (r, С)

На рис. даны кривые мгновенных значений напряжений и тока для последовательного соединения r и С.

Кривая мгновенной мощности для этого случая показана на рис.

Из графика видно, что в течение некоторой части периода энергия затрачивается в цепи на нагрев сопротивления r и образование электрического поля (мощность положительная). В течение другой части периода энергия, накопленная в электрическом поле конденсатора, возвращается обратно в сеть.

Из векторной диаграммы находим
U = √(I2r2 + I2xC2) = I√(r2 + xC2);

обозначая

получаем закон Ома для цепи с последовательным соединением активного сопротивления и емкости (цепи r и С):
где z - полное сопротивление цепи.

Деля стороны треугольника напряжений на величину тока I, получим треугольник сопротивлений для той же цепи

Если синусоидальное напряжение приложено к конденсатору с идеальным диэлектриком, то в цепи протекает емкостный ток, опережающий напряжение по фазе на 90°. Мощность Р, потребляемая конденсатором, равна нулю.

Когда синусоидальное напряжение приложено к конденсатору с реальным диэлектриком, то, как показывают измерения, ток в цепи опережает напряжение на угол φ, меньший 90°.

Отсюда следует, что включение конденсатора с реальным диэлектриком в цепи переменного тока можно представить схематически как последовательное соединение r и С.