Carica di un condensatore

CONDENSATORI

Definizioni e caratteristiche

Due armature collegate ai morsetti di una sorgente di forza elettromotrice, tra le quali sia interposto un dielettrico entro il quale si forma un campo elettrico, costituiscono un condensatore. La quantità di elettricità +q e –q  che si accumula sulle due armature costituisce la carica del condensatore:  +q e –q sono uguali e di segno contrario, individuando così l’armatura positiva e quella negativa. La differenza di potenziale esistente fra le due armature si chiama tensione del condensatore e corrisponde alla tensione V che si deve applicare fra le armature per accumulare una carica Q. Il rapporto tra la carica Q che si accumula in un condensatore è la differenza di potenziale V necessaria per mantenere tale carica si chiama capacità del condensatore C e si misura in farad (F): C = Q/V    (Q  in coulomb, V in volt). La capacità è una grandezza fisica del condensatore, definite dalle sue dimensioni geometriche e dalla natura del dielettrico impiegato.

Carica e scarica dei condensatori

La carica di un condensatore si ha  applicando alle sue armature una tensione V fornita da una sorgente esterna; Lascari che avviene cortocircuitando fra loro le armature. in entrambi i casi non si giunge alle condizioni di regime (carica completa o scarica completa) immediatamente ma dopo un certo transitorio durante il quale si ha passaggio di corrente fra un’armatura e l’altra: a regime invece non transita corrente nel circuito. Carica –  la tensione V applicata al circuito non corrisponde subito alla tensione v fra le armature, che aumenta con andamento esponenziale da 0 a V durante un intervallo di tempo T chiamato durata del transitorio.  Parallelamente la corrente, che inizialmente ha un valore I₀, decresce esponenzialmente fino a zero durante il transitorio.     Fra tensione e corrente vale la legge di Ohm, nella quale si tiene conto di una caduta di tensione dovuta alla resistenza R totale del circuito al quale è connesso il condensatore: v = V – R*i. A regime, quando v = V ed i = 0, si è accumulata la carica Q = CV,  che si ottiene dopo il tempo T definito da T = RC (resistenza  e capacità del circuito).  Gli esponenziali sono espressi dalle formule: i = I₀ e^-t/T           v = V (1-e^-t/T) Scarica – La tensione V applicata alle armature all’atto della chiusura diminuisce esponenzialmente fino a zero, mentre la corrente che nell’istante iniziale ha il valore I₀ diminuisce esponenzialmente verso 0; anche in questo caso la costante di tempo è T = R*C.