Condensatore in un circuito RC

UNIVERSITA' degli Studi della Campania “Luigi Vanvitelli”

Dipartimento di Matematica e Fisica

Corso di Laurea in MATEMATICA

Fisica Generale 2

A.A. 2023/2024

Francesco Pio Orabona; Francesco Occhiobuono;

Maria Francesca Chieti; Maria Grazia Iannotta; Clara Pagano

ESPERIENZA SU CARICA E SCARICA DI UN CONDENSATORE NEL CIRCUITO RC

Materiale a disposizione

n. 1 alimentatore in corrente continua

n. 1 basetta sperimentale n. 1 resistore

n. 1 cronometro n. 1 multimetro digitale

n. 1 interruttore n. 1 condensatore sferico

1 Indicazioni

L’esperimento ha lo scopo di studiare la variazione del valore del potenziale di un condensatore

durante il suo processo di carica e di scarica. Di seguito riportiamo alcuni cenni teorici per

comprendere al meglio i risultati ottenuti.

1.1 Carica e scarica di un condensatore

Costruiamo un circuito composto da un generatore;

una resistenza e un condensatore collegati in serie ed

un interruttore, abbiamo quindi il circuito RC.

In questa configurazione è interessante studiare il

comportamento della carica elettrica che circola nel

circuito, infatti: il condensatore risentirà del moto

delle cariche, che si accumuleranno (in segno

opposto) sulle sue armature, così da fargli acquistare

carica in un determinato periodo di tempo, detto

tempo caratteristico Raggiunta la quantità

= .

massima di carica che può accumulare il

condensatore (al tempo inizierà il processo

= 5),

inverso di scarica, che permetterà alle cariche

elettriche di liberarsi dalle armature e circolare

liberamente nel circuito e che avrà durata cioè

= ,

il tempo caratteristico di scarica equivale a quello di

carica, fino alla scarica completa (al tempo = 5).

Carica di un condensatore

Preso un condensatore inizialmente scarico a cui colleghiamo un generatore di corrente continua

(batteria) tale che la corrente e la carica al tempo iniziale sono nulle. Supponiamo di chiudere il

circuito al tempo e facciamo scorrere corrente in esso. In regime stazionario, la differenza di

= 0

0

potenziale del resistore e quella del condensatore soddisfano la seconda legge di Kirchhoff:

() ()

+ =

() =

dove rappresenta la forza elettromotrice erogata dalla batteria. Riscrivendo tutto in funzione della

carica otteniamo l’equazione che descrive il processo di carica del condensatore nel circuito RC:

−

() = − �

� <