Condensatore

CONDENSATORE

un elemento di circuito elettrico capace di immagazzinare cariche elettriche.

Un condensatore è costituito da una coppia di corpi conduttori, detti armature, separati da un materiale isolante o dielettrico. A seconda della forma geometrica delle armature, un condensatore può essere piano (armature piane e parallele), cilindrico (armature cilindriche coassiali) o sferico (armature sferiche concentriche). Per caricare un condensatore è necessario collegarne le armature ai capi di un generatore (ad esempio una batteria); al termine del processo, le due armature sono elettricamente cariche, una positivamente, l'altra negativamente, e manifestano una differenza di potenziale (tensione) direttamente proporzionale alla quantità di carica accumulata. L'energia spesa dal generatore per caricare il condensatore viene immagazzinata tra le sue armature sotto forma di energia elettrostatica, che viene restituita nel processo di scarica. I condensatori sono realizzati in una grande varietà di forme e dimensioni, in relazione all'uso cui sono destinati. Tra i dielettrici più usati, l'aria, la mica, la ceramica, la carta, l'olio e persino il vuoto.

La quantità massima di carica accumulabile in un condensatore è limitata dalla tensione massima che si può applicare al dielettrico, che non può superare un determinato limite, specifico per ogni condensatore.

COMPORTAMENTO IN CORRENTE CONTINUA E ALTERNATA, quando un condensatore è inserito in un circuito a corrente continua è come se il circuito fosse aperto: la corrente circola soltanto nel breve intervallo di tempo necessario alla carica del condensatore. In un circuito a corrente alternata, invece, un condensatore si comporta come un conduttore. Questa proprietà si rivela utile per impedire il passaggio di correnti continue in alcune parti dei circuiti elettrici.

PARAMETRI CARATTERISTICI, il principale parametro che descrive le proprietà di un condensatore è la capacità, definita come la quantità di carica che produce una differenza di potenziale di un volt tra le armature, oppure come il rapporto tra la quantità di carica accumulata sulle armature e la differenza di potenziale presente tra di esse. La capacità di un condensatore dipende dalle sue caratteristiche geometriche e dal tipo di materiale isolante tra le armature; si misura in farad (un condensatore ha la capacità di un farad se, alla tensione di 1 volt, accumula carica pari a 1 coulomb). La bottiglia di Leida è un condensatore le cui armature sono sottili fogli metallici avvolti sulle due superfici interna ed esterna di una bottiglia di vetro, che costituisce il dielettrico.

Condensatori a capacità fissa o a capacità variabile sono impiegati, insieme agli induttori , per realizzare circuiti risonanti in diversi dispositivi elettronici, quali gli apparecchi radio. Condensatori di grande capacità vengono utilizzati anche nelle linee di trasporto dell'energia elettrica, per compensare l'effetto induttivo di molti carichi e rendere più efficiente il trasporto dell'energia.

Illustrazione schematica di un condensatore ad armature piane e parallele. La capacità di un condensatore è proporzionale all'area delle armature e inversamente proporzionale alla loro distanza: se tale distanza è riempita di un materiale dielettrico, la costante di proporzionalità è la costante dielettrica del mezzo. La capacità del condensatore determina la quantità di carica che può venire accumulata su ciascuna armatura, attraverso la relazione: Q = C(V₂ - V₁), dove V₂ - V₁ è la tensione applicata alle armature. L'energia elettrosatatica accumulata all'interno del condensatore carico è pari a E_el = ½ C (V₂ - V₁)²: in figura è mostrato l'andamento delle linee del campo elettrico che si stabilisce fra le armature.