W obwodach prądu zmiennego rozróżnia się kilka parametrów opisujących "przeciwstawianie się" przepływowi prądu. Dla połączenia szeregowego rezystora i kondensatora kluczowe są: rezystancja R (część rzeczywista), reaktancja pojemnościowa Xc (część urojona związana z C) oraz impedancja Z (wielkość zespolona łącząca oba efekty).
1) Reaktancja kondensatora
Reaktancja pojemnościowa zależy od częstotliwości i pojemności: Xc = 1/(2πfC). Dla f = 60 Hz i C = 30 μF otrzymuje się wartość rzędu kilkudziesięciu omów (znacznie większą od 15 Ω rezystora). To pokazuje, że w tym obwodzie dominującym "składnikiem oporu" w AC jest kondensator.
2) Impedancja połączenia szeregowego R–C
W szeregowym R–C impedancja ma postać zespoloną Z = R − jXc, a jej moduł (wartość liczbowa porównywana w tego typu pytaniach) wynosi: |Z| = √(R² + Xc²). Ponieważ dodajemy w sensie geometrycznym składową R i Xc, to przy R > 0 zawsze zachodzi |Z| > Xc (choć różnica może być niewielka, gdy Xc ≫ R). Zatem spośród podanych odpowiedzi największą wartość będzie mieć impedancja.
Dlaczego pozostałe odpowiedzi są niepoprawne?
- Rezystancja – to tylko część rzeczywista impedancji. W tym zadaniu R = 15 Ω, czyli jest wyraźnie mniejsza niż wkład pojemnościowy i mniejsza od modułu impedancji.
- Reaktancja – dla kondensatora jest duża i istotna, ale w szeregowym R–C moduł impedancji obejmuje zarówno reaktancję, jak i rezystancję, więc jest większy od samej reaktancji.
- Admitancja – to odwrotność impedancji: Y = 1/Z (jednostka: siemens). Gdy impedancja ma dużą wartość (dziesiątki omów), admitancja ma małą wartość liczbową, więc nie może być "największym" parametrem w porównaniu liczbowym.
Wskazówka egzaminacyjna: jeśli w szeregowym RC pojawia się pytanie "co jest największe", często wystarczy pamiętać nierówność: dla R > 0 zawsze |Z| > |X|, a admitancja jest odwrotnością, więc zwykle wypada najmniej.
