Quid est circuitus purus condensatoris?

Circuitus Capacitoris Puri

Circuitus qui tantum capacitoris puri cum capacitante C (mensurata in faradis) constat, Circuitus Capacitoris Puri nominatur. Capacitores energiam electricam in campo electrico condunt, hoc est quod capacitance dicitur (vel "condensator"). Structurae, capacitor ex duobus platis conductivis separatis per medium dielectricum constat—communia materiae dielectricae sunt vitrum, charta, mica, et strata oxida. In circuitu AC idealiter, currentis praecedunt tensionem angulo phasico 90 graduum.

Cum tensio adhibetur inter platos capacitoris, campum electricum inter platos constituitur, sed nullus currentis per medium dielectricum transit. Cum fonte tensionis AC fluctuante, fluxus currentis continuus ob processus cyclicos capacitantis et de-capacitantis capacitoris fit.

Explicatio et Deductio Circuitus Capacitoris

Capacitor ex duobus platis insulatis separatis per medium dielectricum constat, servans ut dispositivum deponendi electricitatis. Is capit quando ad fontem potentiae connectitur et emittebat quando disconnectitur. Quando ad fontem DC coniungitur, is capiat ad tensionem aequalem ad potentiam applicatam, exemplificans suum munus ut componentis electrici passivi qui resistit mutationibus tensionis.

Sit tensio alternans adhibita circuitui aequatione data:

Quantitas capacitoris in omni momento temporis data est:

Currentis fluens per circuitum aequatione data est:

Ponendo valorem q ex aequatione (2) in aequatione (3) obtinemus

Nunc, ponendo valorem v ex aequatione (1) in aequatione (3) obtinemus

Ubi Xc = 1/ωC denotat oppositionem ad fluxum currentis alternantis per capacitoris puri, notam ut reactantia capacitiva. Currentis attingit maximam valorem quando sin(ωt + π/2) = 1. Sic, maximus currentis I_m exprimitur ut:

Substituendo valorem I_m in aequatione (4) obtinemus:

Diagramma Phasorum et Curva Potentiae

In circuitu capacitoris puro, currentis per capacitoris praecedit tensionem angulo phasico 90 graduum. Diagramma phasorum et formae undarum pro tensione, currente, et potentia illustrantur infra:

In forma undarum supra, curva rubra currentem repraesentat, curva caerulea tensionem denotat, et curva rosea potentiam indicat. Cum tensio crescit, capacitor ad suum maximum valor capiat, formans semicyclus positivus; cum tensio decrescit, capacitor emittit, creans semicyclus negativus. Attenta inspectio curvae ostendit, cum tensio attingit suum maximum, currentis ad nihilum cadit, significans nullum currentem tunc fluere. Cum tensio decrescit ad π et fit negativa, currentis attingit suum maximum, incipiens capacitor ad emittere—and hanc cyclos capacitandi-emittendi continuatur.

Tensio et currentis numquam simul attingunt sua maxima propter eorum differentiam phasicam 90°, ut in diagrammate phasorum ostenditur ubi currentis (Im) praecedit tensionem (Vm) per π/2. Potentia instantanea in hoc circuitu capacitoris puro definitur per p = vi.

Itaque, ex superiore aequatione deducitur quod potencia media in circuitu capacitivo est nulla. Potentia media per semicyclus est nulla propter symmetriam formae undarum, ubi areae loop positivae et negativae aequales sunt.

In primo quartocyclo, potentia ab fonte suppleta in campo electrico inter platos capacitoris conditur. In sequenti quartocyclo, cum campum electricum dissolvi, energia condita ad fontem redit. Hic processus cyclicus de condendae et reddendae energiae continenter fit, resultans in nullo consumptu netto potentiae ab circuitu capacitoris.