Fisica 1 I condensatori PDF

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I condensatori Un condensatore è un dispositivo che serve per immagazzinare l'energia ed eliminarla in un intervallo di tempo molto piccolo. Un condensatore piano è formato da due lamine metalliche, parallele e vicine chiamate armature. Un condensatore si carica portando una certa quantità di carica su una delle armature e caricare l'altra per induzione(messa a terra). Per repulsione elettrostatica se la prima è carica positivamente, la seconda sarà caricata negativamente. Allora, alle due cariche hanno stessa carica, in valore assoluto, e tra loro si crea una differenza di potenziale. Esiste quindi un campo elettrico E che si instaura tra le due armature, legato al potenziale dalla relazione:

E=

ΔV d

Sperimentalmente si trova che variando la carica su una delle armature, varia anche la differenza di potenziale e che il rapporto tra la carica Q e la differenza di potenziale ΔV rimane costante. Questa costante si chiama capacità di un condensatore. La capacità di un condensatore è il rapporto tra il valore assoluto della carica presente su un'armatura e il valore assoluto della differenza di potenziale tra le armature.

C=

Q ΔV

e si misura in farad (F)

Capacità= capacità di un conduttore a recepire la carica elettrica Capacità condensatori piani

C=

S 4 Πk 0 d

S rappresenta l'area di un’armatura, K0 la costante dielettrica del vuoto e d la distanza tra le armature. La capacità un condensatore piano è una caratteristica specifica e non dipende né dalla carica né dalla differenza di potenziale(Al crescere della superficie e diminuisce al crescere della distanza). A parita di ΔV con maggiore C, un condensatore riceve una maggiore quantità di carica. Capacità elettrica= capacità termica, temperatura= elettricità, calore= carica elettrica Energia immagazzinata in un condensatore Per caricare un condensatore è necessario compiere un lavoro (contro le forze del campo elettrico che respingono le nuove cariche) che è uguale a:

L=

1Q 2 2C

Il condensatore immagazzina l'energia spesa per caricarlo sotto forma di energia elettrica. Questa energia può essere ceduta per esempio il condensatore la cede quando si scarica. Possiamo pensare che l'energia elettrica sia immagazzinata nel campo elettrico presente tra le armature. Un condensatore si può usare per creare un campo elettrico uniforme con il quale deviare un fascio di elettroni di protoni. Si può utilizzare anche come riserva di energia elettrica o per accelerare cariche elettriche negli acceleratori di particelle oppure come una riserva di carica elettrica nel flash di una macchina fotografica. In quest'ultimo una batteria separa le cariche positive da quelle negative e le deposita sulle piastre di un condensatore. Quando la macchina fotografica scatta, l'energia elettrica accumulata viene scaricata e utilizzata per accendere una lampadina ad alta emissione di luminosità....