Definizione di condensatore à piastre parallele
Un condensatore à piastre parallele hè un condensatore custituitu da duie piastre parallele o piastre conduttrici, ogni piastra avendu a stessa area di sezione trasversale (A) è e duie piastre separate da una certa distanza (d), cum'è in l'imagine à manca. In questu articulu, supponemu chì e duie piastre conduttrici sianu separate da un vacuum. In l'imagine, una di e piastre conduttrici hè caricata pusitivamente (+Q) mentre l'altra piastra conduttrice hè caricata negativamente (-Q), induve a quantità di carica elettrica nantu à ogni piastra hè a stessa.
A diffarenza di carica elettrica trà e duie piastre conduttrici crea un campu elettricu è una diffarenza di putenziale trà elle. A piastra caricata pusitivamente hà un putenziale più altu, mentre chì a piastra caricata negativamente hà un putenziale più bassu. Cum'è spiegatu in l'articulu nantu à u putenziale elettricu , s'ellu ci hè una diffarenza di putenziale trà e duie piastre di u condensatore, ci hè energia putenziale elettrica in u condensatore. L'energia putenziale elettrica almacenata in un condensatore hà parechji usi.
Fattori chì influenzanu a capacità di un condensatore à piastre parallele
I condensatori sò inizialmente scarichi, o elettricamente neutri. Per caricalli, sò caricati cunnettenduli à una fonte di tensione, cum'è una batteria, aduprendu cavi. Una piastra conduttrice hè cunnessa à u terminale pusitivu di a batteria, mentre chì l'altra piastra conduttrice hè cunnessa à u terminale negativu.
Ricurdatevi chì e cariche listesse si respinghjenu, mentre chì e cariche diverse s'attraenu. L'elettroni sò carichi negativamente è si movenu facilmente perchè si trovanu nantu à a superficia di l'atomu, mentre chì i protoni sò carichi pusitivamente è ùn si ponu move perchè si trovanu in u nucleu. Sè u numeru di protoni nantu à una piastra conduttrice supera u numeru di elettroni, a piastra hè carica pusitivamente. À u cuntrariu, sè u numeru di elettroni supera u numeru di protoni, a piastra hè carica negativamente.
Dopu chì u condensatore hè cunnessu à a batteria, u polu pusitivu di a batteria hè caricatu pusitivamente, attraendu l'elettroni da a piastra conduttrice, mentre chì u polu negativu di a batteria hè caricatu negativamente, respinghjendu l'elettroni versu a piastra conduttrice. U trasferimentu di elettroni trà a batteria è a piastra conduttrice face chì a piastra conduttrice chì perde l'elettroni si carica pusitivamente è a piastra conduttrice chì riceve l'elettroni si carica negativamente. U trasferimentu di elettroni si ferma quandu a differenza di putenziale elettricu trà e duie piastre conduttrici hè uguale à a differenza di putenziale elettricu trà i dui terminali di a batteria.
I condensatori immagazzinanu carica elettrica è energia potenziale . A misura di a capacità di un condensatore di immagazzinà carica elettrica è energia potenziale hè chjamata capacità. Più grande hè a carica elettrica immagazzinata, più grande hè l'energia potenziale è più grande hè a capacità. Quali fattori influenzanu a capacità di un condensatore à piastre parallele?
– A superficia di a piastra cunduttore
I condensatori à piastre parallele immagazzinanu carica elettrica nantu à e so piastre conduttrici. Una piccula superficia di piastra significa chì poca carica hè immagazzinata; una grande superficia di piastra significa chì una grande carica hè immagazzinata. Più carica hè immagazzinata nantu à e piastre conduttrici, più grande hè l'energia putenziale elettrica di u condensatore. Dunque, più grande hè l'energia putenziale elettrica di u condensatore, più grande hè a so capacità. Basatu annantu à sta rivista, si pò cunclude chì a capacità di u condensatore (C) hè proporzionale à a superficia di e piastre conduttrici (A).
– Distanza trà e duie piastre cunduttori
U muvimentu di l'elettroni si ferma dopu chì a differenza di putenziale trà e duie piastre cunduttori hè uguale à a differenza di putenziale trà i dui poli di a batteria. Cumu pò aumentà a carica elettrica nantu à e duie piastre cunduttori ? Un modu hè di riduce a distanza trà i dui cunduttori (riduce d). Quandu i dui cunduttori sò avvicinati, a quantità di carica elettrica ferma custante in modu chì u campu elettricu pruduttu da a carica elettrica hà un valore custante. Basatu annantu à l'equazione V = Ed, quandu u campu elettricu (E) hè custante, a differenza di putenziale elettricu (V) diminuisce se a distanza trà e duie piastre cunduttori hè ridutta (d).
A differenza di putenziale trà e duie piastre conduttrici diminuisce finu à ch'ella sia menu di a differenza di putenziale trà i dui terminali di a batteria. Questu face chì l'elettroni si movanu di novu finu à chì a carica elettrica nantu à ogni piastra conduttrice aumenta. U muvimentu di l'elettroni si ferma una volta chì a differenza di putenziale trà e duie piastre hè uguale à a differenza di putenziale trà i dui terminali di a batteria.
Quandu a distanza trà e duie piastre cunduttori hè ridutta, a carica elettrica nantu à ogni piastra aumenta in modu chì l'energia putenziale elettrica in u condensatore aumenta ancu. Se l'energia putenziale elettrica in u condensatore aumenta, a capacità di u condensatore aumenta ancu. Se a distanza hè ridutta, a carica aumenta in modu chì a capacità aumenta, se a distanza hè aumentata, a carica diminuisce in modu chì a capacità diminuisce. Si pò cunclude chì a capacità di u condensatore (C) hè inversamente proporzionale à a distanza trà e duie piastre cunduttori (d).
Equazione di capacità per un condensatore à piastre parallele
Prima, sò stati spiegati i fattori chì influenzanu u valore di capacità di un condensatore à piastre parallele. U valore di capacità pò esse cunnisciutu chjaramente per mezu di calculi cù equazioni. In l'articulu nantu à a determinazione di u campu elettricu cù a lege di Gauss, hè stata discussa a formula per calculà u campu elettricu vicinu à una piastra conduttrice carica elettricamente hè E = σ/ε₂o , induve σ = Q/A in modu chì l'equazione di u campu elettricu cambia in E = Q/A: ε₂o = Q/A x 1/ε₂o = Q/Aε₂o . L'equazione di u putenziale elettricu hè V = E d, induve E = Q/Aε₂o in modu chì l'equazione cambia in V = Qd/Aε₂o . L'equazione di capacità hè C = Q/V, induve V = Qd/Aε₂o in modu chì l'equazione di capacità cambia in C = Q: Qd/Aε₂o = Q x Aε₂o / Qd = Aε₂o / d.
Basatu annantu à l'equazione di capacità C = A ε o / d, si pò cunclude chì a capacità (C) hè proporzionale à a superficia (A) è inversamente proporzionale à a distanza (d) trà e duie piastre cunduttori.
Descrizzione di a formula: E = campu elettricu, σ = densità di carica, ε₂o = permittività di u spaziu viotu = 8,85 x 10⁻¹² F/m, Q = carica elettrica, A = area superficiale di a piastra conduttrice, V = differenza di putenziale elettricu.
