Considere-se o circuito série alimentado por uma fonte de tensão alternada sinusoidal cuja tensão é descrita pela expressão

Figura 4 – Esquema do circuito RC série

Conhecidos os valores de e , pretende determinar-se o regime permanente da evolução temporal da corrente no circuito, , e das tensões aos terminais da resistência, , e da capacidade, .

Através da Lei das Malhas, a soma da tensão aos terminais da resistência, com a tensão aos terminais da capacidade, igualará a tensão da fonte:

Em termos de amplitudes complexas a expressão anterior escreve-se:

onde representa a impedância complexa da resistência em série com o condensador.

Explicitando na expressão anterior, obtém-se:

O diagrama vectorial das impedâncias, e amplitudes complexas da tensão da fonte e corrente, está representado na figura seguinte.

Figura 5 – Diagrama vectorial

Uma vez determinada a corrente, é imediato o cálculo das tensões aos terminais dos elementos:

A amplitude complexa é colinear com , isto é, tensão e corrente aos terminais da resistência, estão em fase.

Relativamente à tensão aos terminais da capacidade, tem-se:

A amplitude complexa está atrasada relativamente , isto é, tensão aos terminais da capacidade está atrasada relativamente à corrente que a percorre.

O diagrama vectorial completo das tensões e corrente do circuito, encontra-se representado na figura seguinte, onde se evidenciou a lei das Malhas: a soma dos vectores e iguala o vector .

Figura 6 – Diagrama vectorial do circuito RC série

Para se obterem as expressões das evoluções temporais das grandezas há que determinar os respectivos vectores girantes (multiplicação das amplitudes complexas por ) e fazer a sua projecção sobre o eixo dos imaginários.

ANIMAÇÃO