Κατανοεί τη συμπεριφορά της χωρητικής, αντίστασης στο Ε.Ρ. Πυκνωτής στο Ε.Ρ. Στόχος Ο μαθητής να μπορεί να Κατανοεί τη συμπεριφορά της χωρητικής, αντίστασης στο Ε.Ρ.

Πυκνωτής στο Ε.Ρ. Η ένταση του ρεύματος σ' έναν καταναλωτή εξαρτάται από την εφαρμοζόμενη τάση και από την αντίσταση του καταναλωτή. Όταν η εφαρμοζόμενη τάση είναι συνεχής, η αντίσταση του καταναλωτή είναι ίση με την ωμική του αντίσταση. Όταν η εφαρμοζόμενη τάση είναι εναλλασσόμενη, η αντίσταση του καταναλωτή είναι η αντίσταση εναλλασσόμενου ρεύματος. Η αντίσταση εναλλασσόμενου ρεύματος είναι δυνατό να περιλαμβάνει μια ή περισσότερες από τις ακόλουθες αντιστάσεις: Ωμική αντίσταση: Το εναλλασσόμενο ρεύμα παράγει στην αντίσταση θερμότητα (π.χ. ηλεκτρική θερμάστρα). Επαγωγική αντίσταση: Το εναλλασσόμενο ρεύμα δημιουργεί στην αντίσταση ένα μαγνητικό πεδίο (π.χ. πηνίο). • Χωρητική αντίσταση: Το εναλλασσόμενο ρεύμα δημιουργεί στην αντίσταση ένα ηλεκτρικό πεδίο (π.χ. πυκνωτής).

Ο προσδιορισμός της έντασης του εναλλασσόμενου ρεύματος προϋποθέτει τον υπολογισμό της αντίστασης εναλλασσόμενου ρεύματος του καταναλωτή. Αν στα άκρα ενός ιδανικού πηκνωτή (δηλαδή χωρίς ωμικές απώλειες) εφαρμοστεί εναλλασσόμενη τάση της μορφής ν = V0 · ημ(ωt + φ0 ) παρατηρούνται τα εξής: α) το ρεύμα που περνάει από τον πηκνωτή C είναι και αυτό εναλλασσόμενο με συχνότητα ίση με τη συχνότητα της τάσης. β) ο πυκνωτής παρουσιάζει αντίσταση που ονομάζεται χωρητική αντίσταση ΧC και δίνεται από τη σχέση : ν = V0 · ημ(ωt + φ0 ) γ) το ρεύμα προπορεύεται της τάση κατά 90°, επομένως η μορφή του ρεύματος είναι με Ι0 = Vo ωC i= Ι0·ημ(ωt+φ0+90°)

Στο σχήμα φαίνεται κύκλωμα Ε. Ρ Στο σχήμα φαίνεται κύκλωμα Ε.Ρ. με πυκνωτή C, και τα εμφανιζόμενα μεγέθη.

Στο σχήμα φαίνεται η διανυσματική παράσταση των εμφανιζόμενων μεγεθών. Προσομοίωση συμπεριφοράς Πυκνωτή στο Ε.Ρ.

Παρατηρήσεις Ισχύει ο νόμος του Ohm για τη μέγιστη και την ενεργό τιμή, δηλαδή: Αν ω = 0 (συνεχές ρεύμα), η χωρητική αντίσταση τείνει στο άπειρο. Επομένως, ο πυκνωτής στο συνεχές ρεύμα συμπεριφέρεται ως ανοικτό κύκλωμα.

ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ Άσκηση 1 Ένας πυκνωτής χωρητικότητας 20μF συνδέεται σε εναλλασσόμενη τάση ενεργού τιμής 220V και συχνότητας 50Ηz. Ζητούνται α) η χωρητική αντίσταση του πυκνωτή β) η ένταση του ρεύματος που τον διαρρέει και γ) το διανυσματικό διάγραμμα τάσης και έντασης.

Λύση Άσκησης 1