Principi de funcionament d'un condensador

Per demostrar com funciona un condensador, considerem la seva estructura més bàsica. Està format per dues plaques conductores paral·leles separades per un dielèctric que és un condensador de plaques paral·leles. Quan connectem una bateria (font de tensió DC) a través del condensador, una placa (placa-I) es connecta al pol positiu i l'altra placa (placa-II) al pol negatiu de la bateria. Ara, la tensió de la bateria s'aplica a través del condensador. En aquesta situació, la placa-I té una potencialitat positiva respecte a la placa-II. En condicions estacionàries, el corrent de la bateria intenta fluir a través d'aquest condensador des de la placa positiva (placa-I) a la placa negativa (placa-II), però no pot fluir a causa de la separació d'aquestes plaques amb un material aïllant.

Apareix un camp elèctric a través del condensador. A mesura que passa el temps, la placa positiva (placa I) acumularà càrrega positiva de la bateria, i la placa negativa (placa II) acumularà càrrega negativa de la bateria. Després d'un cert temps, el condensador conté la màxima quantitat de càrrega segons la seva capacitance respecte a aquesta tensió. Aquest interval de temps s'anomena temps de càrrega del condensador.

Després de treure aquesta bateria del condensador, aquestes dues plaques mantenen càrregues positives i negatives durant un cert temps. Així, aquest condensador actua com una font d'energia elèctrica.

Si les dues extremities (placa I i placa II) es connecten a una càrrega, un corrent fluirà a través d'aquesta càrrega de la placa-I a la placa-II fins que totes les càrregues desapareguin de les dues plaques. Aquest interval de temps es coneix com a temps de descàrrega del condensador.

Condensador en un circuit DC

Suposem que un condensador està connectat a través d'un interruptor a una bateria.

Quan l'interruptor s'activa, és a dir, a t = +0, un corrent començarà a fluir a través d'aquest condensador. Després d'un cert temps (és a dir, el temps de càrrega) el condensador ja no permet que el corrent flueixi a través seu. Això és degut a que les càrregues màximes s'han acumulat en les dues plaques i el condensador actua com una font que té un extrem positiu connectat al extrem positiu de la bateria i un extrem negatiu connectat al extrem negatiu de la bateria amb la mateixa potencialitat.

Degut a la diferència de potencial zero entre la bateria i el condensador, no hi ha corrent que flueixi a través seu. Per tant, es pot dir que inicialment el condensador està en curtcircuït i finalment en obert circuït quan es connecta a una bateria o font DC.

Condensador en un circuit AC

Suposem que un condensador està connectat a una font AC. Considerem que, en un cert moment de la meitat positiva d'aquesta tensió alternada, la placa-I rep polaritat positiva i la placa-II polaritat negativa. Just en aquest moment, la placa-I acumula càrrega positiva i la placa-II acumula càrrega negativa.

Però en la meitat negativa d'aquesta tensió AC aplicada, la placa-I rep càrrega negativa i la placa-II càrrega positiva. No hi ha flux d'electrons entre aquestes dues plaques a causa del dielèctric col·locat entre elles, però canvien la seva polaritat amb el canvi de la polaritat de la font. Les plaques del condensador es carreguen i descarreguen alternativament per l'AC.