Ohmsch-kapazitiver Wechselstromkreis

Die Reihenschaltung eines Kondensators mit der Kapazität und eines Wirkwiderstandes wird nach Bild a an eine Wechselspannungsquelle angeschlossen. Deren (sinusförmige) Ausgangsspannung hat eine Frequenz von und einen Scheitelwert von . Der Schalter wird nach dem positiven Spannungs-Nulldurchgang geschlossen.

a) Es ist der zeitliche Verlauf der Kondensatorspannung zu ermitteln und grafisch darzustellen. (Der Schaltzeitpunkt entspreche dem Zeitpunkt )

b) Es ist der zeitliche Verlauf des Stromes zu bestimmen.

Bild:Anlegen einer RC-Reihenschaltung an Wechselspannung. a) Gegebene Schaltung, b) zeitlicher Verlauf der Kondensatorspannung (als Überlagerung der stationären Kondensatorspannung und der freien Kondensatorspannung ) sowie zeitlicher Verlauf der Spannung

Die in Bild a dargestellte Schaltung enthält einen Kondensator mit der Kapazität sowie die Wirkwiderstände und . Die vorhandene Spannungsquelle liefert eine (sinusförmige) Wechselspannung mit dem Scheitelwert und der Frequenz . Der Schalter wird nach dem positiven Spannungs-Nulldurchgang geschlossen. Vor dem Schließen des Schalters ist der Kondensator auf die Spannung aufgeladen.
Es ist der zeitliche Verlauf der Kondensatorspannung zu ermitteln und grafisch dazustellen. (Der Schaltzeitpunkt entspreche dem Zeitpunkt

Bild: Schaltvorgang in einem ohmsch-kapazitiven Wechselstromkreis. a) Gegebene Schaltung,
b) elektrisch gleichwertige Ersatzschaltung, c) zeitlicher Verlauf der Kondensatorspannung (als Überlagerung der stationären Kondensatorspannung und der freien Kondensatorspannung ) sowie zeitlicher Verlauf der Versorgungsspannung