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Il condensatore è un componente che accumula la carica elettrica, come farebbe una batteria, ma ha un funzionamento ed un’utilità differente.
Possiamo vederli in tutte le schede elettroniche e sono molto utili nei circuiti elettronici perché, immagazzinando energia, possono rilasciarla nel momento in cui l’alimentazione principale abbia delle interruzioni od oscillazioni.
In questo video vedremo tutti i segreti dei condensatori.
In questo semplice circuito, possiamo vedere una lampadina collegata ad una batteria, ed un interruttore per accenderla e spegnerla.
Se interveniamo ripetutamente sull’interruttore, la lampadina comincerà ad accendersi e spegnersi perché a tratti non sarà più alimentata dalla batteria.
Ma se a questo circuito aggiungiamo un condensatore, questo interviene per un breve lasso di tempo nel momento che stacchiamo la batteria dal circuito, facendo rimanere accesa la lampadina per un altro po’; quindi anche se interveniamo ripetutamente sull’interruttore, la lampadina rimarrà sempre accesa.
Vediamo com’è formato:
Un condensatore solitamente è composto da due lamine conduttive in metallo, separate da un materiale dielettrico isolante.
Un materiale dielettrico è un tipo di isolante incapace di condurre la corrente elettrica, poiché al suo interno si polarizza in maniera opposta se viene attraversato da un campo elettrico, manifestando la proprietà detta dielettricità.
Nel circuito, mentre gli elettroni della batteria, provenienti dal polo negativo, scorrono dentro la lampadina accendendola, una parte di loro si accumula sulla lamina del condensatore a cui sono connessi, caricando quel lato negativamente come la batteria.
L’altra lamina invece perde gli elettroni che la compongono, perché fluiscono dentro il polo positivo della batteria assieme a quelli provenienti dalla lampadina, quel lato del condensatore si carica positivamente come la batteria.
La carica elettrica si è quindi immagazzinata sulla superficie dei conduttori, sul bordo a contatto con il dielettrico, con la stessa tensione della batteria in Volt.
Gli elettroni non possono attraversare il condensatore come fanno con la lampadina, perché il materiale dielettrico isolante non lo permette; oltretutto gli elettroni del lato negativo sono attratti dagli atomi caricati positivamente del lato positivo. Questa attrazione non è altro che un campo elettrico, e tiene gli elettroni accumulati dentro il condensatore.
Se ora con l’interruttore interrompiamo l’alimentazione della batteria, gli elettroni del polo negativo del condensatore fluiscono al posto di quelli della batteria mantenendo accesa la lampadina, e proseguono fino a raggiungere il polo positivo del condensatore.
Al raggiungimento di un equilibrio di elettroni, il voltaggio fra i due conduttori risulta 0 e la corrente elettrica cessa di scorrere.
Se connettiamo di nuovo l’alimentazione a batteria, il condensatore si ricarica e la lampadina rimane ancora accesa.
Il condensatore quindi ci da la possibilità di mantenere un livello quanto più costante di alimentazione elettrica nel caso l’alimentazione principale sia irregolare.
Esistono vari tipi di condensatori, ed ogni condensatore possiede due dati fondamentali per essere identificato: il voltaggio e la capacità elettrica.
Il voltaggio, cioè la differenza di potenziale elettrico si misura in volt, con simbolo “V”; e indica il massimo valore che il condensatore può sopportare.
La capacità elettrica invece, si indica con la lettera C, e il suo valore è il rapporto tra la carica Q e il potenziale V. La sua unità di misura è il “Coulomb su Volt” che prende il nome di Farad, con il simbolo “F”
Il suo nome deriva da quello del fisico Michael Faraday, ed un singolo Farad è un unità di misura grandissima rispetto alla comune capacità di un condensatore, per questo solitamente si usano i suoi sottomultipli: il microfarad “µF” o il picofarad “pF”.
Il farad di un condensatore è direttamente proporzionale all’area delle lamine conduttive in metallo, e inversamente proporzionale alla distanza fra di esse, e dal tipo di materiale dielettrico isolante. Per questo esistono vari tipi di condensatori.