Il lavoro di carica o di scarica di un condensatore

Consideriamo un circuito con un condensatore sottoposto ad una differenza di potenziale fornita da una batteria. Chiudendo l’interruttore si nota che la batteria preleva elettroni da una delle due armature del condensatore, trasferendole sull’altra.

Circuito di carica di un condensatore

Si ottiene cosi, che l’armatura collegata al polo positivo, perde elettroni assumendo una carica positiva, mentre quella collegata al polo negativo, acquista elettroni assumendo una carica negativa di uguale valore della positiva, ma di segno opposto.

Appena chiudiamo l’ interruttore inizia il trasferimento degli elettroni e quindi si genera ai capi delle armature una d.d.p. (differenza di potenziale) che ostacola un ulteriore arrivo di elettroni. Per continuare a caricare il condensatore, cioè per portare altri elettroni da un’armatura all’altra, la pila deve compiere un lavoro. Il lavoro fornito dalla pila avviene mediante mediante reazioni chimiche che varia a secondo del tipo.

Si può dimostrare che il lavoro necessario per poter caricare un condensatore è dato dalla seguente relazione:

Dove Q e ΔV sono rispettivamente la quantità di carica e la differenza di potenziale che si ha tra le due armature alla fine del processo di carica.

Sapendo che

si ottengono le relazioni:

Il lavoro speso durante la carica di un condensatore, resta immagazzinato in esso sottoforma di energia elettrica.

Circuito di scarica di un condensatore

Ciò lo possiamo constatare se, successivamente colleghiamo le estremità di una lampadina ai capi del condensatore carico.

Si noterà che la lampadina per un breve intervallo di tempo si accenderà.

Infatti, l’energia elettrica che aveva immagazzinato il condensatore, permette il passaggio di corrente nella lampadina fino a che il condensatore non annulla la sua d.d.p.

Collegamenti ipertestuali:

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