Fazni zamik

 
Frekvenca 1000

Predpostavimo idealni napajalnik. Grafikon prikazuje napetost (rdeča barva) in tok (modra barva) napajalnika kot funkcijo časa (napetost je podana v voltih, tok v miliamperih in čas v sekundah).

Poženimo aplikacijo in poglejmo, kaj se dogaja z razmerjem med tokom in napetostjo pri čisti ohmski obremenitvi. S spreminjanjem frekvence v animaciji opazujmo kaj se dogaja s tokom in napetostjo in njunim razmerjem? Opazimo, da sta v primeru čiste ohmske obremenitve napetost in tok v fazi.

Poskusimo s kapacitivno obremenitvijo. Kaj se dogaja v tem primeru z amplitudo toka, če frekvenca narašča? Razmerje med napetostjo in tokom U/I ni ohmska upornost, kot bi pričakovali, temveč se to imenuje kapacitivna upornost (s faznim zamikom med napetostjo in tokom). To pomeni, da se kapacitivna upornost s kapacitivno obremenitvijo spreminja s frekvenco. V primeru, da frekvenca naraste, naraste tudi tok in kapacitivna upornost se pri povečani frekvenci zmanjša.

Opazujmo fazni zamik med tokom in napetostjo. Pritisni gumb "Prekini". Katera krivulja, ki se izrisuje (napetost ali tok) je "vodilna"? V naslednjem primeru opazuj čas, v katerem tok naraste na maksimalno vrednost. Ali je tudi napetost narastla na maksimalno vrednost? Ali je napetost dosegla to vrednost nekoliko kasneje? V primeru, da tok prvi doseže maksimalno vrednost pravimo, da "tok prehiteva napetost". V primeru, da napetost prva doseže maksimalno vrednost pa "tok zaostaja za napetostjo." To je primer kapacitivne obremenitve.

Poskusimo še z induktivno obremenitvijo. Kaj se zgodi z amplitudo toka pri naraščajoči frekvenci? Ali tok v tem primeru prehiteva ali zaostaja za napetostjo? V primeru kapacitivne obremenitve je tok prehiteval napetost, v primeru induktivne obremenitve pa tok zaostaja za napetostjo.

Zato pravimo, da tok in napetost nista v fazi pri kapacitivni ali induktivni obremenitvi, in kapacitivna oziroma induktivna upornost postaneta funkciji frekvence. Z nekaj matematike lahko tok in napetost tudi izračunamo, vendar je izračun nekoliko bolj zapleten, zato v tem trenutku raje ostanimo kar pri Kirchoffovih zakonih.