1.8交流电路中的电流
当直流电源电压施加到电容上时，电容会缓慢充电，最终达到完全充电的状态。此时，电容的充电电压等于电源电压。在这种情况下，只要电压持续施加，电容就会作为能量源。电容在完全充电后不允许电流（i）通过它们。电路中流动的电流取决于电容极板上的电荷量，并且电流与施加到电路的电压变化率成正比。即i = dQ/dt = C dV(t)/dt.
如果将交流电源电压施加到电容电路中，那么电容会根据电源电压的频率变化率持续地充电和放电。电容在交流电路中的电容值取决于施加到它的电源电压的频率。当电源电压随时间连续变化时，电容允许交流电路中的电流通过。
交流电容电路
在上述电路中，我们观察到电容直接连接到交流电源电压。由于交流电源电压值不断上升和下降，电容会根据电源电压的变化持续充电和放电。我们都清楚，电路中流动的电流与施加的电压变化率成正比。
当电源电压从正半周穿越到负半周以及反之亦然时，充电电流达到其高值。也就是说，在正弦波信号的0度和180度位置。当正弦波的电源电压穿越其最大或最小峰值（Vm）时，通过电容的电流达到最小值。因此，我们可以得出结论，电路中流动的充电电流根据正弦波中电源电压的水平而达到最大或最小值。
交流电容相量图
交流电容的相量图在上图中展示，其中电压和电流以正弦波形式表示。在上图中我们观察到，在0度时充电电流达到最大值，因为电压在正方向上缓慢增加。在90度时，没有电流通过电容流动，因为此时电源电压处于最大峰值。
在180度时，电压缓慢下降至零，电流在负方向上达到最大值。再次在360度时充电达到最大值，因为此时电源电压处于最小值。
从上图中的波形我们可以看到，电流比电压超前90度。因此，我们可以得出结论，在理想的电容电路中，交流电压滞后电流90度。
电容性阻抗
我们知道，流过电容的电流与施加电压的变化率成正比，但电容也像电阻一样对电流流动提供了一种阻力。这种在交流电路中电容对电流流动的阻力被称为电容性阻抗，通常简称为阻抗。电容性阻抗是电容在交流电路中阻碍电流流动的特性。它用符号Xc表示，和电阻一样以欧姆为单位进行测量。
我们需要额外的能量来克服电容性阻抗，以在电路中给电容充电，其值与电容值和电源电压频率成反比。
电容性阻抗的方程以及影响它们的参数在下面讨论 。
电容性阻抗，
其中，
-
XC = 电容的阻抗
-
f = 频率，单位为赫兹（HZ）
-
C = 电容的电容值，单位为法拉（Farads）
-
ω（omega）= 2πf
从上述方程我们了解到，当频率和电容值较低时，电容性阻抗较高，在这种情况下，电容表现为一个完美的电阻。如果电源电压的频率较高，那么电容的阻抗值较低，在这种情况下，电容表现为一个良好的导体。从上述方程可以清楚地看出，如果频率为无穷大，阻抗为零；如果频率为零，阻抗值为无穷大。
电容性阻抗与频率的关系
上图展示了电容性阻抗、电流和电源电压频率之间的关系。我们观察到的结果是频率和阻抗成反比。这意味着如果频率高，那么阻抗就低。频率的增加会增加充电电流，这是因为电压的变化率随时间增加。当频率为零时，电容性阻抗为无穷大，反之亦然。
交流电容实例1
以下是一个详细的过程，用于计算流经电路的电流有效值，该电路包含一个3uF的电容，连接到660V和40Hz的电源。
电容性阻抗，
其中，
-
f = 40HZ
-
C = 3uF
-
Vrms = 660V
现在，
交流电容实例2
求解电路中电流的有效值，该电路包含一个5uF的电容，连接到880V和50Hz的电源。
电容性阻抗，
其中，
-
f = 50HZ
-
C = 5uF
-
Vrms = 880V
现在，
从上述两个实际例子中，我们观察到电容的阻抗取决于电源电压的频率，并且它们之间呈反比关系。在示例1中，对于40HZ的频率，阻抗为1326Ω，但当频率增加到50HZ时，如示例2所示，阻抗值降低到636Ω。因此，可以清 楚地看出，电容的阻抗与频率和电容值呈反比关系。
常见问题解答
1.交流电路中的电容是什么？
交流电路中的电容是指电容器储存和释放电能的能力，以电场的形式存在。它通过在交流电压交替变化时充电和放电来抵抗电压的变化。
2.电容在交流电路中如何表现？
在交流电路中，电容器随着电压极性的变化而不断充电和放电。这产生了一个相位差，其中电流比电压超前90度。
3.什么是电容性阻抗，如何计算？
电容性阻抗（Xc）是电容器对交流电流流动的阻碍。其计算公式为：
其中𝑓是频率，单位为赫兹，C是电容，单位为法拉。
4.频率如何影响交流电路中的电容？
随着频率的增加，电容性阻抗减小，允许更多的电流通过。这意味着电容器更容易通过高频信号，而不是低频信号。
5.电容在交流电路中能否通过直流电流？
不能，电容器在极板完全充电后会阻止直流电流（DC）。然而，由于电压方向的持续变化，它允许交流电流（AC）通过。
6.在电容性交流电路中，电压和电流之间的相位关系是什么？
在纯电容性交流电路中，电流比电压超前90度。这是由于电容器的充电和放电行为。
7.当电容器在交流电路中串联或并联时会发生什么？
串联时，总电容减小，电压在电容器之间分配。并联时，总电容增加，每个电容器承受相同的电压。
总结
电容在交流电路中起着关键作用，影响着电流和电压随时间的相互作用。通过其储存和释放电能的能力，电容器引入了阻抗，根据频率影响电路行为。理解电容及其影响——例如相位移动、频率响应和阻抗——有助于设计和分析各种电气和电子系统，从滤波器到电源。