Condensatori in serie e in parallelo

I condensatori in serie e in parallelo

Spesso nei circuiti elettrici non compare un solo condensatore, ma due o più condensatori collegati tra loro. L’effetto complessivo di una rete di condensatori è descritto dalla capacità equivalente all’intera rete.

Si chiama capacità equivalente di una rete di condensatori quella di un singolo condensatore che, sottoposto alla stessa differenza di potenziale V a cui è soggetta l’intera rete, assorbe la stessa carica elettrica.

Se indichiamo con Qeq tale carica elettrica, la capacità equivalente Ceq è data da:

C_eq = Q_eq/V

Condensatori in parallelo

Due o più condensatori sono collegati in parallelo se sono connessi in modo da avere ai loro estremi la stessa differenza di potenziale.

La capacità equivalente di più condensatori in parallelo è uguale alla somma delle capacità dei singoli condensatori:

C = C1 + C2 + C3 + ⋯

Condensatori in serie

Due o più condensatori collegati in serie tra loro portano sulle armature la stessa carica.

L’inverso della capacità equivalente di due o più condensatori posti in serie è pari alla somma degli inversi delle loro singole capacità:

1/C_eq = 1/C1 + 1/(C2+) 1/C3 + ⋯

L'energia immagazzinata in un condensatore

Per caricare un corpo conduttore inizialmente scarico occorre sempre fare un lavoro. Infatti, in tutte le fasi della sua elettrizzazione le cariche che si trovano già sul conduttore respingono le altre cariche (dello stesso segno) che vi aggiungiamo. Per vincere questa repulsione è necessario esercitare una forza che ha lo stesso verso dello spostamento delle cariche, per cui si compie un lavoro positivo. Questo discorso vale anche per il condensatore. Il lavoro Wc del condensatore è dato da:

W_c = 1/2 QV

Può essere espresso anche:

W_c = 1/2 CV^2 oppure W_c = 1/2 Q^2/C

Per la conservazione dell’energia, il lavoro compiuto per caricare il condensatore rimane immagazzinato al suo interno fino a quando esso non si scarica. Così i condensatori sono dei serbatoi di energia.

Questa caratteristica viene utilizzata per far funzionare il flash di una macchinetta fotografica oppure in un defibrillatore per la scarica. Questo lavoro di carica permette di immagazzinare energia elettrica all’interno di un condensatore. Essa rimane quindi a disposizione fino a quando non decidiamo di utilizzarla inserendo il condensatore carico in un circuito elettrico.