Il male non è che fuori si invecchia, è che molti non rimangono giovani dentro
IL CONDENSATORE IN CORRENTE ALTERNATA
… studiare, studiare ed ancora studiare,
è il solo modo di capire quanto possa
essere grande sia la propria ignoranza!
Il Condensatore in regime di Corrente Alternata
È già noto che nei mezzi dielettrici non possono prodursi
mai delle correnti unidirezionali permanenti, ma solo delle
correnti transitorie di carica e scarica: le prime corrispondo-
-no al fenomeno della polarizzazione dielettrica che si
determina, quando si assoggetta il mezzo ad un campo
elettrico improvviso o gradualmente crescente, le seconde
corrispondono allo spostamento inverso che riconduce il
mezzo allo stato naturale, quando il campo elettrico si
estingue.
Queste correnti si realizzano in particolare nei processi di
carica e scarica dei condensatori. Così quando si allaccia
un condensatore inizialmente scarico ai morsetti di un
generatore di corrente continua, il condensatore stesso
deve caricarsi:
il circuito formato dal generatore e dalle connessioni fra i
morsetti e le armature viene perciò attraversato per brevi
istanti da una corrente di carica la quale si estingue quando
la tensione fra le armature, (che era inizialmente zero) è
aumentata fino a eguagliare la tensione ai morsetti del
generatore: da questo momento finché la tensione fornita dal generatore rimane costante non
circola più alcuna corrente perché il circuito rimane interrotto dal dielettrico interposto fra le
armature. Ma se la tensione fornita dal generatore diminuisce, anche la tensione alle armature
del condensatore deve diminuire: nel circuito si produce allora una corrente di scarica
contraria alla precedente.
Se poi la tensione del generatore dopo essere discesa a zero riprende immediatamente a
crescere nel verso opposto, la corrente antecedente anziché esaurirsi, prosegue senz'altro per
caricare nuovamente il condensatore con le armature invertite di segno. Si comprende in tal
modo che se un condensatore viene allacciato ad un generatore che fornisce ai morsetti una
tensione alternata, si viene a costituire nel circuito un regime di cariche e scariche le quali si
avvicendano alternativamente in versi opposti con ritmo costante pari alla frequenza del
generatore.
Ciò significa in definitiva che un condensatore inserito in un circuito a corrente alternata non
rappresenta affatto una interruzione elettrica, perché la corrente circola egualmente mentre il
condensatore si carica e si scarica alternativamente in versi opposti.
Più in generale accade che un circuito connesso alle armature di un condensatore viene
attraversato da una corrente in un senso o nell'altro, ogni volta che la tensione alle armature
aumenta o diminuisce: l'espressione generale che determina i valori istantanei di questa
corrente si ottiene col ragionamento seguente.
Sia Vc la tensione esistente ad un dato istante fra le armature del
condensatore rappresentato nella figura a lato. Se C è la capacità
del condensatore, vuoi dire che sulle armature si ha la carica
q = C Vc
E' chiaro che se la tensione alle armature deve aumentare in un
certo tempo Δt di una quantità ΔVc è necessario che attraverso
il circuito avvenga un nuovo apporto di cariche sulle armature,
nella quantità :
Δq = C ΔVc
Inversamente se la tensione diminuisce, è necessario asportare dalle armature attraverso il
circuito la quantità di elettricità corrispondente.
In ogni caso dunque mentre la tensione varia, il circuito viene attraversato in un senso o
nell'altro da una corrente il cui valore medio im nel tempo Δt, è definito dal rapporto
Passando al limite per Δi tendente a zero, si ottiene l'espressione del valore istantaneo della
corrente, nella forma:
Si conclude in generale che il circuito che si connette alle armature di un condensatore viene
attraversato in ciascun istante da una corrente che è definita in valore e segno dal prodotto
della capacità del condensatore per la derivata rispetto al tempo della tensione alle armature.
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