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Condensatori

Prof. Massimo Panzica

A.S. 2014/2015

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Condensatore

Dispositivo in grado di immagazzinare energia generando un campo elettrico.

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Capacità Elettrica

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Applicazioni dei Condensatori

generazione di campi elettrici ed accumulo di energia
rilascio di tanta energia in un tempo piccolo (defibrillatore)
tamponamento di improvvise variazioni di V (circuiti RC)
sintonizzazione radio-TV
airbag
tastiera PC

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Esercizio

Un condensatore da 20 pF è caricato con una tensione di 200 V. Quanta carica si accumula su ciascun piatto?

Se si aumenta la d.d.p. a 600 V, quanto diventano la capacità e la carica su ciascun piatto?

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Condensatore Piano

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Condensatore Sferico

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Sfera Isolata

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Condensatore Cilindrico

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Esercizio

Un condensatore piano è costituito da piatti quadrati di 20 cm di lato. Quanto devono essere distanti i piatti affinché la capacità sia 3,0 nF?

Se la densità di carica sui piatti è 3,7 μC/m², quanto vale la d.d.p. tra i due piatti?

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Esercizio

Con che d.d.p. si deve caricare un condensatore piano da 5,0 nF, le cui armature sono cerchi di raggio 7,0 mm, per produrre al suo interno un campo elettrico di intensità pari a 5000 V/m?

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Condensatori in Parallelo

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Condensatori in Serie

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Esercizio

Quanti condensatori da 4 mF si devono collegare in parallelo per avere una capacità complessiva di 92 mF?

Se si carica il parallelo in modo che la carica totale immagazzinata dal sistema sia 0,40 C, quanto vale la carica sul piatto positivo di un singolo condensatore?

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Esercizio

Quanto vale la capacità equivalente del seguente sistema, se ciascun condensatore ha una capacità di 20 mF?

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Energia Immagazzinata in un Condensatore

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Esercizio

Con che d.d.p. si deve caricare un condensatore piano da 5,0 nF affinché l’energia immagazzinata sia 1,23 mJ?

Quanto diventa l’energia immagazzinata se si raddoppia la distanza tra i piatti mantenendo costante la d.d.p.?

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Densità di Energia Elettrica

Raddoppiando d a condensatore isolato (q costante) la capacità dimezza, quindi l’energia raddoppia.

L per portare U a 2U.

Ma se le armature non variano, dov’è immagazzinata U?

Vol raddoppia → U immagazzinata in E in Vol

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Dielettrici in Campi Elettrici

I dielettrici possono essere:

polari – momento di dipolo permanente (es. acqua);
apolari – momento di dipolo indotto (es. carta).

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Legge di Gauss nella Materia

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Condensatori con Dielettrici

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Esercizio

Un condensatore piano è costituito da piatti quadrati di 20 cm di lato. Quanto deve essere la costante dielettrica relativa del mezzo con cui riempire il condensatore affinché, ponendo i piatti ad una distanza di 120 μm, la capacità sia 240 nF?