Jeśli zasilacz prądu przemiennego jest podłączony do rezystora, prąd i napięcie w obwodzie w dowolnym punkcie wykresu czasowego będą proporcjonalne do siebie. Oznacza to, że krzywe prądu i napięcia osiągną jednocześnie wartość „szczytową”. Robiąc to, mówimy, że prąd i napięcie są w fazie.
Teraz zastanów się, jak kondensator będzie się zachowywał w obwodzie prądu przemiennego.
Jeśli kondensator jest podłączony do źródła napięcia przemiennego, maksymalne napięcie na nim będzie proporcjonalne do maksymalnego prądu płynącego w obwodzie. Jednak szczyt fali sinusoidalnej napięcia nie wystąpi w tym samym czasie, co szczyt prądu.
W tym przykładzie chwilowa wartość prądu osiąga swoją maksymalną wartość na ćwierć okresu (90 el.) przed osiągnięciem napięcia. W tym przypadku mówią, że „prąd prowadzi napięcie o 90◦”.
W przeciwieństwie do sytuacji w obwodzie prądu stałego, tutaj wartość V/I nie jest stała. Niemniej jednak stosunek V max / I max jest wartością bardzo użyteczną i w elektrotechnice nazywa się pojemnością.(Xc) składnik. Ponieważ ta wartość nadal reprezentuje stosunek napięcia do prądu, tj. w sensie fizycznym jest to opór, jego jednostką miary jest om. Wartość Xc kondensatora zależy od jego pojemności (C) i częstotliwości AC (f).
Ponieważ napięcie skuteczne jest przykładane do kondensatora w obwodzie prądu przemiennego, w obwodzie tym płynie ten sam prąd przemienny, który jest ograniczony przez kondensator. To ograniczenie wynika z reaktancji kondensatora.
Dlatego wartość prądu w obwodzie nie zawierającym elementów innych niż kondensator jest określana przez alternatywną wersję prawa Ohma
IRMS=URMS / XC
Gdzie URMS jest wartością skuteczną (rms) napięcia. Zauważ, że Xc zastępuje R w wersji DC prawa Ohma.
Teraz widzimy, że kondensator w obwodzie prądu przemiennego zachowuje się zupełnie inaczej niż stały rezystor, a sytuacja tutaj jest odpowiednio bardziej skomplikowana. Aby lepiej zrozumieć procesy zachodzące w takim łańcuchu, warto wprowadzić takie pojęcie jak wektor.
Podstawową ideą wektora jest założenie, że wartość zespolona sygnału zmiennego w czasie może być reprezentowana jako iloczyn liczby zespolonej (która jest niezależna od czasu) i pewnego sygnału zespolonego, który jest funkcja czasu.
Na przykład możemy reprezentować funkcję Acos(2πνt + θ) jako stała zespolona A∙ejΘ.
Ponieważ wektory są reprezentowane przez wielkość (lub moduł) i kąt, są one graficznie reprezentowane przez strzałkę (lub wektor) obracającą się w płaszczyźnie XY.
Zakładając, że napięcie na kondensatorze jest „opóźnione” w stosunku do prądu, wektory je reprezentujące znajdują się na płaszczyźnie zespolonej, jak pokazano na powyższym rysunku. Na tym rysunku wektory prądu i napięcia obracają się w kierunku przeciwnym do kierunku ruchu wskazówek zegara.
W naszym przykładzie prąd na kondensatorze wynika z jego okresowego ładowania. Ponieważ kondensator w obwodzie prądu przemiennego ma zdolność do okresowego gromadzenia i rozładowywania ładunku elektrycznego, między nim a źródłem zasilania zachodzi stała wymiana energii, która w elektrotechnice nazywana jest reaktywną.
