Definizione di Capacità

Oltre alla resistenza e all'induttanza, un'altra proprietà importante nei circuiti elettronici in corrente alternata è la capacità. La capacità si misura in unità. L'unità di misura della capacità è il farad. Mentre l'induttanza è rappresentata in un circuito da una bobina, la capacità è rappresentata da un condensatore. Nella sua forma più basilare, il condensatore è costruito con due piastre parallele separate da un non conduttore, chiamato dielettrico. In un circuito elettrico, un condensatore funge da serbatoio o deposito di elettricità.

Definizione di Capacità in Corrente Continua

Quando un condensatore è collegato a una sorgente di corrente continua, come una batteria di accumulo nel circuito mostrato nella Figura 1A, e l'interruttore viene chiuso, la piastra contrassegnata B diventa positivamente caricata, mentre la piastra A negativamente caricata. La corrente scorre nel circuito esterno quando gli elettroni si muovono da B ad A. Il flusso di corrente nel circuito è massimo quando l'interruttore viene chiuso, ma diminuisce costantemente fino a raggiungere zero. La corrente diventa zero non appena la differenza di tensione tra A e B diventa uguale alla tensione applicata della batteria. Le piastre rimangono caricate se l'interruttore viene aperto, come mostrato nella Figura 1B. Una volta che il condensatore viene cortocircuitato, si scarica rapidamente come mostrato nella Figura 1C. Dovrebbe essere chiaro che, quando il condensatore sta caricandosi o scaricandosi, c'è corrente nel circuito, anche se il gap tra le piastre del condensatore interrompe il circuito. La corrente è presente solo durante il tempo di carica e scarica, che è solitamente breve.

Fig 1 - Definizione di Capacità in corrente continua.

La Costante di Tempo RC Il tempo necessario per un condensatore per raggiungere una carica elettrica completa è proporzionale alla capacità e alla resistenza del circuito. La resistenza del circuito introduce l'elemento del tempo nella carica e scarica del condensatore.

Quando un condensatore si carica o si scarica attraverso una resistenza, è necessario un certo ammontare di tempo per una carica o scarica completa. La tensione sul condensatore non cambia istantaneamente. Il tasso di carica o scarica è determinato dalla costante di tempo del circuito. La costante di tempo di un circuito RC (resistenza/condensatore) in serie è un intervallo di tempo che equivale al prodotto della resistenza in ohm e della capacità in farad e viene simboleggiato dalla lettera greca tau (τ).

τ = RC

Il tempo nella formula è necessario per caricare al 63% della tensione della sorgente. Il tempo necessario per portare la carica al 99% circa della tensione della sorgente è approssimativamente 5 τ. La Figura 2 illustra questa relazione delle caratteristiche della costante di tempo di carica.

Fig 2 - Curva di scarica della definizione di capacità.

Quando mi chiedono una definizione di capacità, spesso spiego che la capacità è la misura della capacità di un condensatore di immagazzinare carica elettrica. Il simbolo utilizzato per la capacità è la lettera C. È possibile misurare il potenziale elettrico del materiale dielettrico in un componente elettronico dove può immagazzinare energia.

Come si può vedere dall'illustrazione della costante di tempo, non può esserci un movimento continuo di corrente continua attraverso un condensatore. Un buon condensatore blocca
la corrente continua e lascia passare gli effetti della corrente continua pulsante o della corrente alternata.

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