Εάν μια τροφοδοσία εναλλασσόμενου ρεύματος είναι συνδεδεμένη σε μια αντίσταση, τότε το ρεύμα και η τάση στο κύκλωμα σε οποιοδήποτε σημείο του διαγράμματος χρονισμού θα είναι ανάλογα μεταξύ τους. Αυτό σημαίνει ότι οι καμπύλες ρεύματος και τάσης θα φτάσουν την τιμή "κορυφής" ταυτόχρονα. Με αυτόν τον τρόπο, λέμε ότι το ρεύμα και η τάση είναι σε φάση.
Τώρα σκεφτείτε πώς θα συμπεριφέρεται ένας πυκνωτής σε ένα κύκλωμα AC.
Εάν ένας πυκνωτής είναι συνδεδεμένος σε μια πηγή τάσης AC, η μέγιστη τάση σε αυτόν θα είναι ανάλογη με το μέγιστο ρεύμα που ρέει στο κύκλωμα. Ωστόσο, η κορυφή του ημιτονοειδούς κύματος τάσης δεν θα συμβεί ταυτόχρονα με την κορυφή του ρεύματος.
Σε αυτό το παράδειγμα, η στιγμιαία τιμή του ρεύματος φτάνει στη μέγιστη τιμή του ένα τέταρτο της περιόδου (90 el.deg.) Πριν φτάσει η τάση. Σε αυτή την περίπτωση, λένε ότι "το ρεύμα οδηγεί την τάση κατά 90◦".
Σε αντίθεση με την κατάσταση στο κύκλωμα DC, η τιμή V/I εδώ δεν είναι σταθερή. Ωστόσο, η αναλογία V max / I max είναι μια πολύ χρήσιμη τιμή και ονομάζεται χωρητικότητα στην ηλεκτρική μηχανική.(Xc) συστατικό. Δεδομένου ότι αυτή η τιμή εξακολουθεί να αντιπροσωπεύει την αναλογία τάσης προς ρεύμα, δηλ. με τη φυσική έννοια είναι αντίσταση, η μονάδα μέτρησής του είναι το ωμ. Η τιμή Xc ενός πυκνωτή εξαρτάται από την χωρητικότητά του (C) και τη συχνότητα AC (f).
Επειδή η τάση rms εφαρμόζεται στον πυκνωτή σε ένα κύκλωμα εναλλασσόμενου ρεύματος, το ίδιο ρεύμα AC ρέει σε αυτό το κύκλωμα, το οποίο περιορίζεται από τον πυκνωτή. Αυτός ο περιορισμός οφείλεται στην αντίδραση του πυκνωτή.
Επομένως, η τιμή του ρεύματος σε ένα κύκλωμα που δεν περιέχει άλλα στοιχεία εκτός από έναν πυκνωτή καθορίζεται από μια εναλλακτική έκδοση του νόμου του Ohm
IRMS=URMS / XC
Όπου URMS είναι η τιμή τάσης rms (rms). Σημειώστε ότι το Xc αντικαθιστά το R στην DC έκδοση του νόμου του Ohm.
Τώρα βλέπουμε ότι ένας πυκνωτής σε ένα κύκλωμα AC συμπεριφέρεται πολύ διαφορετικά από μια σταθερή αντίσταση, και η κατάσταση εδώ είναι αντίστοιχα πιο περίπλοκη. Για να κατανοήσουμε καλύτερα τις διεργασίες που συμβαίνουν σε μια τέτοια αλυσίδα, είναι χρήσιμο να εισαγάγουμε μια τέτοια έννοια ως διάνυσμα.
Η βασική ιδέα ενός διανύσματος είναι η ιδέα ότι η μιγαδική τιμή ενός χρονικά μεταβαλλόμενου σήματος μπορεί να αναπαρασταθεί ως το γινόμενο ενός μιγαδικού αριθμού (ο οποίος είναι ανεξάρτητος του χρόνου) και κάποιου μιγαδικού σήματος που είναι συνάρτηση του χρόνου.
Για παράδειγμα, μπορούμε να αναπαραστήσουμε τη συνάρτηση Acos(2πνt + θ) ακριβώς ως μιγαδική σταθερά A∙ejΘ.
Δεδομένου ότι τα διανύσματα αντιπροσωπεύονται με μέγεθος (ή συντελεστή) και γωνία, αντιπροσωπεύονται γραφικά με ένα βέλος (ή διάνυσμα) που περιστρέφεται στο επίπεδο XY.
Δεδομένου ότι η τάση στον πυκνωτή είναι «υστέρηση» σε σχέση με το ρεύμα, τα διανύσματα που τους αντιπροσωπεύουν βρίσκονται στο μιγαδικό επίπεδο όπως φαίνεται στο παραπάνω σχήμα. Σε αυτό το σχήμα, τα διανύσματα ρεύματος και τάσης περιστρέφονται προς την αντίθετη κατεύθυνση από τη φορά των δεικτών του ρολογιού.
Στο παράδειγμά μας, το ρεύμα στον πυκνωτή οφείλεται στην περιοδική επαναφόρτισή του. Δεδομένου ότι ο πυκνωτής στο κύκλωμα εναλλασσόμενου ρεύματος έχει την ικανότητα να συσσωρεύει και να εκφορτίζει περιοδικά ένα ηλεκτρικό φορτίο, υπάρχει μια συνεχής ανταλλαγή ενέργειας μεταξύ αυτού και της πηγής ισχύος, η οποία στην ηλεκτρική μηχανική ονομάζεται αντιδραστική.
