Elettronica pratica/Condensatori

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Introduzione
  1. Scopo di questo libroElettronica pratica/Scopo
  2. PrerequisitiElettronica pratica/Prerequisiti
  3. PrefazioneElettronica pratica/Prefazione
Capitolo 1. Basi di elettrotecnica
  1. Carica elettrica e legge di CoulombElettronica pratica/Carica elettrica e legge di Coulomb
  2. Celle elettricheElettronica pratica/Celle elettriche
  3. ResistoriElettronica pratica/Resistori
  4. CondensatoriElettronica pratica/Condensatori
  5. InduttoriElettronica pratica/Induttori
  6. PileElettronica pratica/Pile
  7. Altri componentiElettronica pratica/Altri componenti
  8. Leggi delle tensioni e correnti CCElettronica pratica/Leggi delle tensioni e correnti CC
  9. Analisi nodaleElettronica pratica/Analisi nodale
  10. Analisi di reteElettronica pratica/Analisi di rete
  11. Circuiti equivalenti Thevenin e NortonElettronica pratica/Circuiti equivalenti Thevenin e Norton
  12. Analisi circuitale in CCElettronica pratica/Analisi circuitale in CC
  13. Strumenti di misuraElettronica pratica/Strumenti di misura
  14. Rumore nei circuiti elettroniciElettronica pratica/Rumore nei circuiti elettronici
Capitolo 2. Circuiti in CA
  1. Corrente e tensione in CAElettronica pratica/Corrente e tensione in CA
  2. FasoriElettronica pratica/Fasori
  3. ImpedenzaElettronica pratica/Impedenza
  4. Stato stazionarioElettronica pratica/Stato stazionario
Capitolo 3. Analisi transitoria
  1. Circuito RCElettronica pratica/Circuito RC
  2. Circuito RLCElettronica pratica/Circuito RLC
Capitolo 4. Circuiti analogici
  1. Circuiti analogiciElettronica pratica/Circuiti analogici
  2. Valvole elettronicheElettronica pratica/Valvole elettroniche
  3. DiodiElettronica pratica/Diodi
  4. AmplificatoriElettronica pratica/Amplificatori
  5. Amplificatori operazionaliElettronica pratica/Amplificatori operazionali
  6. Moltiplicatori analogiciElettronica pratica/Moltiplicatori analogici
Capitolo 5. Circuiti digitali
  1. Circuiti digitaliElettronica pratica/Circuiti digitali
  2. Algebra BooleanaElettronica pratica/Algebra Booleana
  3. TTLElettronica pratica/TTL
  4. CMOSElettronica pratica/CMOS
  5. Circuiti integratiElettronica pratica/Circuiti integrati
Elementi dei circuiti digitali
  1. TransistoreElettronica pratica/Transistore
  2. Porte logiche fondamentaliElettronica pratica/Porte logiche fondamentali
  3. Flip-FlopElettronica pratica/Flip-Flop
  4. ContatoriElettronica pratica/Contatori
  5. SommatoriElettronica pratica/Sommatori
  6. MultiplatoriElettronica pratica/Multiplatori


Architettura dei computer
  1. RAM e ROMElettronica pratica/RAM e ROM
  2. RegistriElettronica pratica/Registri
  3. ALUElettronica pratica/ALU
  4. Unità di controlloElettronica pratica/Unità di Controllo
  5. I/O
Convertitori A/D e D/A
  1. Conversione A/D e D/AElettronica pratica/Conversione A/D e D/A
Appendice
  1. DefinizioniElettronica pratica/Definizioni
  2. FormuleElettronica pratica/Formule
  3. Passo di elaborazioneElettronica pratica/Passo di elaborazione (da collocare)

Condensatori[modifica]

Un condensatore è una variante della cella elettrica, con la quale la grande differenza è che il condensatore si scarica istantaneamente e la cella elettrica si scarica nel tempo.

Il condensatore è un dispositivo che immagazzina energia in un campo elettrico, accumulando una carica elettrica interna sbilanciata. È fatto di due conduttori separati da un dielettrico. Usando la stessa analogia dell'acqua che scorre dentro un tubo, un condensatore può venire immaginato come un recipiente, nel quale la carica può venire pensata come un volume d'acqua nel recipiente. Il serbatoio può "caricare" e "scaricare" allo stesso modo che un condensatore può caricare e scaricare una carica elettrica. Una analogia meccanica è quella di una molla. La molla mantiene un carico se è ritratta.

Quando esiste una tensione una estremità del condensatore si svuota e l'altra estremità si riempie di cariche elettriche. Ciò è noto come caricamento. Il caricamento crea uno sbilanciamento delle cariche elettriche fra le due armature e crea una tensione inversa che arresta il caricamento del condensatore. Come risultato, se il condensatore viene collegato la prima volta ad una tensione, la carica scorre fino all'arresto quando il condensatore si è caricato. Quando il condensatore è carico, la corrente cessa di fluire ed esso diventa un circuito aperto. È come se il condensatore avesse acquisito una resistenza infinita.

Un condensatore può venire immaginato come una batteria fittizia in serie con una resistenza fittizia. Iniziando la procedura di caricamento con il condensatore completamente scarico, la tensione applicata non è contrastata dalla batteria fittizia, poiché la batteria fittizia ha ancora tensione zero, e pertanto la corrente di caricamento è al suo valore massimo. Mentre il caricamento continua, la tensione della batteria fittizia aumenta, e si contrappone alla tensione applicata, cosicché la corrente di caricamento diminuisce mentre la tensione della batteria fittizia aumenta. Alla fine la tensione della batteria fittizia uguaglia la tensione applicata, che nessuna corrente può scorrere né dentro né fuori dal condensatore.

Capacità[modifica]

La capacità di un condensatore è il rapporto fra la quantità di carica presente nel condensatore e la tensione applicata ai suoi terminali. L'unità di capacita è il Farad che è uguale ad un Coulomb per Volt. Questa unità di capacita è molto grande per la maggioranza degli scopi pratici, poiché i condensatori tipici hanno valori dell'ordine dei microfarad o minori.

L'equazione fondamentale della capacità è

In cui "C" è la capacità in Farad, "V" è la tensione in Volt, e "Q" è la carica misurata in Coulomb. Se si risolve questa equazione per il potenziale si ha:

L'mpedenza di un condensatore a qualsiasi data frequenza è data da:

in cui j è , e è la frequenza e C è la capacità.

La carica nel condensatore in qualunque momento è l'accumulo di tutta la corrente che è scorsa attraverso il condensatore. Pertanto il potenziale come funzione del tempo può essere scritto come:

In cui i(t) è la corrente che scorre nel condensatore come funzione del tempo.

Questa equazione è usata frequentemente in altra forma. Differenziando questa equazione rispetto al tempo si ha:

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