Fondamenti di Condensatori Elettrici e Calcolo della Capacità

1. Condensatori Elettrici: Definizione e Classificazione

1.1 Definizione

È un dispositivo la cui funzione è quella di immagazzinare carica elettrica per un uso successivo.

1.2 Tipi di Condensatori

I condensatori sono divisi in due gruppi principali: fissi e variabili.

Condensatori Fissi

I condensatori fissi includono i tipi a carta, ceramici ed elettrolitici:

• A Carta: Le piastre sono costituite da strati di alluminio di elevata purezza e il dielettrico è una carta di alta qualità.
• Ceramici: Le piastre sono in argento e la ceramica è utilizzata come dielettrico.
• Elettrolitici: Le piastre sono in alluminio e l'altro elemento è un elettrolita, utilizzando ossido di alluminio come dielettrico.

Condensatori Variabili

I condensatori variabili sono quelli che possono variare la propria capacità attraverso mezzi meccanici, utilizzando aria o plastica come dielettrico.

1.3 Il Dielettrico

Si definiscono materiali dielettrici quelli che non conducono l'elettricità.

2. Capacità Elettrica

2.1 Definizione

La capacità di un condensatore è la grandezza misurata dal rapporto tra la carica ($q$) su uno dei due conduttori e la differenza di potenziale ($V$) tra di essi.

2.2 Formula della Capacità

La capacità ($C$) è definita dalla relazione:

$$C = \frac{q}{V}$$

Dove:

• $C$: è la capacità del condensatore.
• $V$: è la differenza di potenziale fra le piastre.
• $q$: è la carica di ciascuna delle piastre.

Nota: È importante notare che la carica netta totale sulle piastre è pari a zero. La carica $q$ rappresenta l'entità della carica (positiva o negativa) presente su una delle due piastre.

2.3 Unità di Capacità nel SI

Se nell'equazione $C = q / V$ esprimiamo $q$ in Coulomb ($C$) e $V$ in Volt ($V$), l'unità di capacità è espressa in Coulomb/Volt, che è chiamato Farad ($F$), l'unità di capacità nel Sistema Internazionale (SI).

2.4 Il Farad

Un Farad è la capacità di un condensatore che acquisisce una carica di un Coulomb quando viene applicata una differenza di potenziale di un Volt.

2.5 Equivalenti

[Sezione non specificata nel documento originale]

3. Condensatori a Piastre Parallele

3.1 Caratteristiche

Un condensatore a piastre parallele è un condensatore che presenta le seguenti caratteristiche:

• È costituito da una coppia di piastre parallele di area finita.
• La distanza tra le piastre è trascurabile rispetto alle sue dimensioni.

4. Energia Immagazzinata in un Condensatore Carico

4.1 Equazioni

Nel processo di carica di un condensatore, la differenza di potenziale fra le piastre non è costante. Essa passa da un valore iniziale ($V_i = 0$) ad un valore finale ($V$). La differenza di potenziale media durante il processo di carica è data da:

[Il testo originale si interrompe qui.]