Quando due oggetti (che chiameremo armature) costituiti da materiale conduttore vengono a trovarsi vicini e separati da materiale isolante (dielettrico), si forma un condensatore.
Ad esempio due monete affiancate e separate da aria (isolante), possono essere considerate un condensatore.
Il condensatore ha due terminali. Quando viene applicata una tensione, accumula cariche elettriche di segno opposto nelle armature. Le cariche elettriche si attraggono, ma la presenza del dielettrico impedisce loro di incontrarsi.
| Il condensatore è un accumulatore di cariche elettriche |
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LA CAPACITA'
Un condensatore è caratterizzato dalla capacità (C), che si misura in farad (F). Poichè questa unità di misura risulta normalmente troppo grande, si usano i sottomultipli microFarad (10-6), nanoFarad (10-9) e picoFarad (10-12).
Il valore della capacità dipende:
- dalla grandezza delle armature (in modo direttamente proporzionale);
- dalla distanza tra le armature (in modo inversamente proporzionale);
- dal tipo di isolante (dielettrico) interposto tra le armature.
IL CONDENSATORE IN TENSIONE CONTINUA
Se colleghiamo un'armatura al potenziale positivo e l'altra al potenziale negativo di un generatore di tensione continua, il condensatore si carica alla stessa tensione del generatore e mantiene tale carica fino a quando non viene richiesta.
Il condensatore, una volta scollegato il generatore, teoricamente mantiene la carica all'infinito. In realtà si ha una scarica lenta attraverso il dielettrico.
La quantità di carica (Q) misurata in coulomb e immagazzinata da un condensatore è uguale a:
Q = C x V
dove V è la tensione applicata alle armature.
ATTENZIONE ALLA TENSIONE DI LAVORO
La tensione indicata sul condensatore o indicata dal costruttore (VL = tensione di lavoro), e' la massima sopportabile dal componente. Non è la tensione alla quale si carica. Ribadiamo che il condensatore si carica alla stessa tensione applicata.
condensatore con capacita' di 1000 microF e VL = 16 V
esempio
ANALOGIA CON I CIRCUITI IDRAULICI
Possiamo immaginare il condensatore simile a una membrana elastica che chiude una conduttura d'acqua. La pressione del liquido tende rapidamente la membrana, che però ne blocca il passaggio. Altrettanto rapidamente la membrana torna al suo stato inziziale quando la pressione cessa.
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Dopo la carica del condensatore (che avviene in tempi solitamente brevissimi), non circola corrente: il circuito risulta interrotto dall'isolante interposto tra le armature del condensatore.
| Il condensatore blocca la corrente continua |
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CONDENSATORI POLARIZZATI
Ci sono condensatori, come quelli elettrolitici, che non possono essere usati con tensione alternata, perchè accettano solo una polarità fissa.
Generalmente sul condensatore è indicato il terminale da collegare alla polarità negativa.
condensatori polarizzati (visibile l'indicazione della polarità negativa)
Con questi condensatori l'inversione della polarità o una tensione applicata eccessiva, può portare all'esplosione del componente.
condensatore elettrolitico integro (a sinistra) ed esploso
CONDENSATORI VARIABILI
Per variare la capacità di un condensatore è sufficiente variare la superficie affacciata delle armature. Pertanto avremo una serie di armature fisse alternate a una serie di armature mobili.
condensatore variabile in un radioricevitore degli anni 50
