Cosa determina la capacità di un condensatore?

Il condensatore è progettato per immagazzinare temporaneamente energia elettrica sotto forma di energia potenziale divisa nello spazio in cariche elettriche positive e negative, cioè sotto forma di un campo elettrico nello spazio tra di loro. Di conseguenza, un condensatore elettrico comprende tre componenti principali: due piastre conduttrici, sulle quali si trovano cariche separate in un condensatore di carica, e uno strato dielettrico situato tra le piastre.

Le piastre del condensatore, a seconda del tipo di questo prodotto elettrico, possono essere realizzate in diversi modi, che vanno dalle semplici piastre di alluminio avvolte su un rotolo con un intercalare di carta, alle piastre ossidate chimicamente o uno strato di dielettrico metallizzato. In ogni caso, c'è uno strato di dielettrico e una piastra tra i quali è saldamente fissato: questo è fondamentalmente un condensatore.

Il dielettrico può essere carta, mica, polipropilene, tantalio o altro materiale isolante elettrico adatto con la costante dielettrica e la resistenza elettrica richieste.

Come sapete, l'energia delle cariche elettriche separate nello spazio è uguale al prodotto della quantità di carica Q spostata (da un corpo all'altro) per la differenza di potenziale tra i corpi carichi U.

Quindi, l'energia delle cariche separate sulle piastre del condensatore dipende non solo dal numero di cariche separate, ma anche dai parametri delle sue piastre e del dielettrico, poiché il dielettrico, quando polarizzato, immagazzina energia sotto forma di un campo elettrico, la cui forza determina la differenza di potenziale U tra le cariche separate situate sulle piastre del condensatore.

Perché la differenza di potenziale tra cariche separate nello spazio dipende dall'intensità del campo elettrico e dalla loro distanza. In realtà, sullo spessore del dielettrico tra le piastre cariche quando si tratta di un condensatore.

Allo stesso tempo, maggiore è l'area di sovrapposizione delle piastre A e maggiore è la costante dielettrica assoluta (e relativa) del dielettrico - più forti sono le cariche separate che si trovano sulle piastre sono attratte l'una dall'altra - più significativa la loro energia potenziale: più lavoro sarà richiesto alla sorgente EMF per caricare quel condensatore.

Separando le cariche nel processo di trasferimento degli elettroni da una piastra all'altra, la fonte di EMF esegue esattamente un tale volume di lavoro sulla carica del condensatore, la cui quantità sarà identica energia di un condensatore carico.

Con questa discontinuità, l'energia del condensatore carico, oltre che dalla quantità di carica trasferita da piastra ad piastra, (può essere diversa) dipenderà dall'area di sovrapposizione delle piastre A, dalla distanza tra le piastre d , e sulla costante dielettrica assoluta del dielettrico e.

Questi parametri determinanti della costruzione di un particolare condensatore sono costanti, il loro rapporto aggregato può essere chiamato la capacità del condensatore C. Quindi possiamo affermare con sicurezza che la capacità del condensatore C dipende dall'area di sovrapposizione delle piastre A , sulla distanza tra loro d e della costante dielettrica e.

La dipendenza della capacità da questi parametri è molto facile da capire se consideriamo un condensatore piatto.

Maggiore è l'area di sovrapposizione delle sue piastre, maggiore è la capacità del condensatore, poiché le cariche interagiscono su un'area più ampia.

Minore è la distanza tra le armature (infatti, lo spessore dello strato dielettrico), maggiore è la capacità del condensatore, perché la forza di interazione delle cariche aumenta man mano che si avvicinano.

Maggiore è la costante dielettrica del dielettrico tra le armature, maggiore è la capacità del condensatore, perché maggiore è l'intensità del campo elettrico tra le armature.

Guarda anche:Perché i condensatori vengono utilizzati nei circuiti elettrici? ECondensatori e batterie: qual è la differenza?