Kondensatoren lassen „scheinbar“ Wechselstrom durch. Wie lässt sich das erklären?

Bei Gleichstrom fließt nur so lange Strom, bis der Kondensator geladen ist. Bei Wechselstrom wird der Kondensator jedoch ständig geladen und wieder entladen, um darauf umgekehrt wieder geladen und entladen zu werden. So lässt er scheinbar Wechselstrom durch, d.h. der (kapazitive) Widerstand sinkt mit steigender Frequenz.

Legt man eine Gleichspannung an den Kondensator, fließt ein Ladestrom und der Kondensator lädt sich nach einer e-Funktion auf. Wenn nun die Spannung umgepolt wird, entlädt sich der Kondensator und lädt sich mit umgekehrter Polarität auf. Stellt man sich das nun abwechselnd (periodisch) vor (Rechtecke beider Polaritäten), hat der fließende Strom eine Form, die aus e-Funktions-Flanken besteht. Das ist schon eine Art Wechselstrom.

Auf mathematischem Wege kann man nun leicht zeigen, dass für sinusförmige Spannungen (statt Rechteck) keine e-Funktionen sondern wieder ein sinusförmiger Strom entsteht (aber um 90 Grad versetzt - also cosinus). Das hängt einfach damit zusammen, dass sin und cos über die Differential- bzw. Integralrechnung miteinander zusammenhängen: i(t)=C*d(U)/dt.

Durch das elektrische Feld zwischen den Platten "merken" die etwas von der Auf- bzw. Entladung der anderen Platte.

Siehe Verschiebungsstrom:

https://de.wikipedia.org/wiki/Verschiebungsstrom

und dann speziell unter Herleitung eines Widerspruchs und dessen Auflösung.

Während die Ladungsdichte an dem einen Pol zunimmt, nimmt sie am anderen ab.

Enn nun die Polarität hin und her pendelt, dann passiert auch das gleiche mit der Ladungsdichte.

Evtl. hilft zum besseren Verständnis das Wasserleitungsmodell: Stell dir den Kondensator als starres Gehäuse mit zwei durch eine flexible Membran getrennte Kammern vor, wobei jede Kammer mit exakt einem Anschluss nach aussen verbunden ist.

Bei Gleichstströmung würde sich die Membran immer weiter in eine Richtung dehnen und irgendwann stoppen oder aber zerreissen (Überspannung).

Bei Wechselströmung geht die Membran vor und zurück und schiebt dabei das Wasser in der Leitung hin und her.