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Condensatori

By Matrix
Vsez. A tel.

I condensatori, sono componenti elettrici in grado di accumulare quantità di carica Q. Questa quantità di carica è più o meno grande a seconda della d.d.p. a cui è sottoposto. I condensatori piani sono costituiti da due armature piane, parallele tra di loro, di uguale sezione S e poste a distanza d, fra le quali viene inserito un dielettrico, cioè un isolante. La capacità di un condensatore, ci indica la quantità di carica che esso può accumulare a seconda della tensione cui è sottoposto. Essa è definita come il rapporto tra la carica presente nelle armature e la d.d.p. cui è sottoposto il condensatore:

[2.1]

C=Q/V

oppure

[2.2]

C=å*S/d

Nella 2.1:
C è la capacità misurata in Farad (F);
Q è la quantità di carica accumulata misurata in Coulomb (C);
V è la d.d.p. cui è sottoposto il condensatore misurata in Volt (V).
Nella 2.2:
C è la capacità misurata in Farad (F);
å è la costante dielettrica e dipende dal materiale posto fra le due armature misurata in F/m;
S è la superficie delle armature del condensatore misurata in metri quadri (m2);
d è la distanza tra le armature misurata in metri (m).
Quindi:

1F =1C/1V

Il Farad, però, è un unita di misura troppo grande, per cui si usano i suoi sottomultipli:

-millifarad (mF) =10-3 F;
-microfarad (ìF) =10-6 F;
-nanofarad (nF) =10-9 F;
-picofarad (pF) =10-12 F.

Come per le resistenze, anche i condensatori possono essere collegati in serie o in parallelo.
Si parla di collegamento in serie tra condensatori quando l’armatura con carica positiva di uno è collegata a quella con carica negativa del successivo.

Quindi saranno caratterizzati dalla stessa carica Q ma sottoposti a tensioni Vdifferenti.

Q=Q
Vdifferente V

Secondo quanto detto:

dalla formula 2.1 si ricava V=Q/C
Q/Ct = Q/C1+Q/C2
dividendo tutto per Q

1/Ct = 1/C+1/C

Quindi, la formula generale da usare per calcolare la capacità totale di due o più condensatori in serie è:

1/Ct= 1/C+1/C+…+1/Cn

Se prendessimo in causa quest’ultima formula, e ad essa sostituissimo la 2.2, si potrà capire perché la capacità totale di due o più condensatori collegati in serie diminuisce. E’come se, aumentasse la distanza d tra le armature e la superficie S rimanesse la stessa.

Dalla 2.2 si capisce che, la capacità C è inversamente proporzionale alla distanza d; quindi, se aumenta d, C diminuisce. A un aumento della distanza d tra le armature, corrisponde anche un aumento della tensione V a cui è sottoposto il condensatore. Dalla 2.1 si capisce che la capacità C è inversamente proporzionale alla tensione V; quindi, se aumenta V, C diminuisce.


Parallelo dei condensatori
Si parla invece di collegamento in parallelo tra condensatori quando l’armatura con carica positiva di uno è collegata con l’armatura con carica positiva dell’altro, così come sono collegate tra loro le armature con carica negativa.

I due condensatori, quindi, saranno sottoposti a uguale tensione V ma la carica Q si suddividerà tra le armature.

V=V
Qdifferente Q

Secondo quanto detto:

Qt=Q1+Q2

dalla formula 2.1 si ricava Q=C*V

Ct*V=C1*V+C2*V

dividendo tutto per V

Ct=C+C

Quindi, la formula generale da usare per calcolare la capacità totale di due o più condensatori in parallelo è:

Ct=C+C+…+Cn

Se prendessimo in causa quest’ultima formula, e ad essa sostituissimo la 2.2, si potrà capire perché la capacità totale di due o più condensatori collegati in parallelo aumenta. E’come se, aumentasse la superficie S delle armature e la distanza d rimanesse la stessa.

Dalla 2.2 si capisce che, la capacità C è direttamente proporzionale alla superficie S; quindi, se aumenta S, C aumenta. Ad un aumento della Superficie S delle armature, corrisponde anche un aumento della quantità di carica Q accumulata dal condensatore. Dalla 2.1 si capisce che la capacità C è direttamente proporzionale alla quantità di carica Q; quindi, se aumenta Q, C aumenta.

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