Concetti Chiave

  • Un condensatore immagazzina carica elettrica, caratterizzata dalla capacità e dalla differenza di potenziale tra le sue armature.
  • La differenza di potenziale è calcolata tra l'armatura positiva e quella negativa, determinando l'energia stoccata nel condensatore.
  • In un esempio pratico, un condensatore con un potenziale di +20V e +5V ha una differenza di potenziale di 15V.
  • La formula per calcolare la carica immagazzinata è Q = C · ΔV, dove C è la capacità e ΔV è la differenza di potenziale.
  • Nel caso specifico, con una capacità di 3,0 nF e una differenza di potenziale di 15V, la carica risultante è di 45 nC.

Un condensatore è un dispositivo in grado di immagazzinare una certa carica elettrica. Tale proprietà è "misurata" da un parametro chiamato capacità del condensatore, che ne definisce le caratteristiche, assieme alla sua differenza di potenziale.
In particolare la differenza di potenziale di un condensatore è riferita alla differenza di potenziale tra le armature; d'altronde un condensatore è costituito da due armature, ciascuna con un potenziale diverso.
La differenza di potenziale del condensatore sarà data, appunto, dalla differenza di potenziale tra l'armatura positiva e l'armatura negativa. Vediamo ora come si legano queste tre grandezze: differenza di potenziale, capacità e carica immagazzinata; vediamo il testo dell'esercizio.

Testo dell'esercizio

Un condensatore ha l’armatura positiva a un potenziale
[math]+20V[/math]
e l’armatura negativa a
[math]+5V[/math]
.
Questi valori sono riferiti al potenziale di terra. La sua capacità è di
[math]3,0\ nF[/math]
.
Determina la carica presente sulle due armature.[

Svolgimento dell'esercizio

Conoscendo i valori di potenziale delle singole armature, siamo in grado di determinare la differenza di potenziale fra di esse:

[math] \Delta V = |V_1 - V_2| = |20V - 5V| = 15\ V [/math]

Sapendo che la capacità di un condensatore è data dalla formula

[math] C = \frac{Q}{\Delta V} [/math]
, possiamo ricavare la carica con la formula inversa:

[math] Q = C \cdot \Delta V [/math]
Sostituendo i dati si ottiene:
[math] Q = 3,0 \cdot 10^{-9}\ F \cdot 15\ V = 45 \cdot 10^{-9}\ C [/math]

Di seguito le formule inverse che possono tornare utili per ulteriori esercizi:

[math] C = \frac{Q}{\Delta V} \to Q = C \cdot \Delta V \to \Delta V = \frac{Q}{C} [/math]

Domande da interrogazione

  1. Qual è la funzione principale di un condensatore?
  2. Un condensatore è un dispositivo che immagazzina carica elettrica, la cui capacità definisce le sue caratteristiche insieme alla differenza di potenziale tra le armature.

  3. Come si calcola la differenza di potenziale tra le armature di un condensatore?
  4. La differenza di potenziale si calcola sottraendo il potenziale dell'armatura negativa da quello dell'armatura positiva, come mostrato nell'esempio: ΔV = |20V - 5V| = 15V.

  5. Qual è la formula per determinare la carica immagazzinata in un condensatore?
  6. La carica si determina con la formula Q = C · ΔV, dove C è la capacità del condensatore e ΔV è la differenza di potenziale tra le armature.

Domande e risposte

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