ELEMANIA
Sistemi - Corrente nel condensatore
Corrente nel condensatore

In un circuito formato solo da un generatore di tensione costante (es. una batteria) e un condensatore, non passa nessuna corrente. O meglio: passa corrente al momento del collegamento della batteria col condensatore (o della chiusura del tasto). Tale passaggio però si esaurisce in un tempo molto breve (un tempo nullo se i componenti e i fili sono ideali) non appena il condensatore si è caricato alla tensione della batteria.

D'altra parte se si pensa a come è realizzato un condensatore, il fatto che non ci sia passaggio di corrente non è sorprendente: infatti il dielettrico fra le due armature è uno strato di isolante, attraverso il quale la corrente non può passare.

Le cose cambiano se applichiamo al condensatore una tensione variabile nel tempo. In questo caso si osserva sperimentalmente un passaggio di corrente, misurabile con un amperometro. Tale corrente tuttavia non può attraversare il dielettrico (che, come si è detto, è un isolante), ma è dovuta al trasferimento di carica fra le due armature del condensatore attraverso il circuito esterno. Per capire meglio il problema, consideriamo un generatore di tensione variabile collegato ai capi di un condensatore. Immaginiamo di applicare inizialmente, mediante tale generatore, una tensione Vc(t) fra le armature: sulle due armature viene a localizzarsi una carica elettrica, positiva sull’armatura collegata con il + del generatore e negativa sull’altra armatura. Tali cariche elettriche, in base alla legge del condensatore, sono date da

qc(t) = C . Vc(t)

sull'armatura carica positivamente e da

- qc(t) = C . Vc(t)

sull'armatura carica negativamente.

Supponiamo adesso di variare la tensione prodotta dal generatore, applicando al condensatore una tensione Vc(t+Δt) maggiore della precedente Vc(t). Poiché

Vc(t)< Vc(t+Δt)

allora si ha anche che

qc(t) < qc(t+Δt)

Dunque la carica presente sulle due armature è aumentata. Che cosa è successo? E' accaduto che un certo numero di cariche negative (cioè di elettroni), presenti inizialmente sulla armatura positiva, si sono trasferite sull’armatura negativa. Dopo tale rimescolamento, la carica netta su ciascuna armatura risulta aumentata della stessa quantità e dunque il condensatore resta ancora globalmente neutro:

Come si può osservare, l'aumento della tensione applicata ha causato un passaggio di corrente nel circuito esterno al condensatore. E’ importante ribadire il fatto che la corrente non ha attraversato le armature, ma è passata attraverso il circuito che connette fra di loro le armature stesse. Quando la tensione Vc aumenta (come nell’esempio precedente), gli elettroni passano dalla armatura positiva a quella negativa: ciò significa che nel circuito scorre una corrente dall’armatura negativa a quella positiva . Se invece la tensione Vc diminuisce, la corrente scorre dall’armatura positiva a quella negativa.

 

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