Principio di funzionamento di un condensatore
Per dimostrare come funziona un condensatore, consideriamo la struttura più basilare di un condensatore. È composto da due piastre conduttrici parallele separate da un dielettrico che è un condensatore a placche parallele. Quando connettiamo una batteria (sorgente di tensione continua o DC sorgente di tensione) ai capi del condensatore, una piastra (piastra-I) viene collegata al polo positivo e l'altra piastra (piastra-II) al polo negativo della batteria. Ora, la tensione della batteria viene applicata al condensatore. In questa situazione, la piastra-I ha una potenzialità positiva rispetto alla piastra-II. Nella condizione di stato stazionario, la corrente dalla batteria cerca di fluire attraverso questo condensatore dalla sua piastra positiva (piastra-I) alla piastra negativa (piastra-II) ma non può farlo a causa della separazione di queste piastre con un materiale isolante.
Un campo elettrico appare attraverso il condensatore. Con il passare del tempo, la piastra positiva (piastra I) accumulerà carica positiva dalla batteria, mentre la piastra negativa (piastra II) accumulerà carica negativa dalla batteria. Dopo un certo tempo, il condensatore contiene la massima quantità di carica in base alla sua capacità rispetto a questa tensione. Questo intervallo di tempo è chiamato tempo di carica del condensatore.
Dopo aver rimosso questa batteria dal condensatore, queste due piastre mantengono la carica positiva e negativa per un certo periodo di tempo. Quindi, questo condensatore agisce come una sorgente di energia elettrica.
Se entrambe le estremità (piastra I e piastra II) sono collegate a un carico, una corrente fluisce attraverso questo carico dalla piastra-I alla piastra-II fino a quando tutte le cariche si dissipano da entrambe le piastre. Questo intervallo di tempo è noto come tempo di scarica del condensatore.
Condensatore in un circuito a corrente continua
Supponiamo che un condensatore sia connesso attraverso un interruttore a una batteria.
Quando l'interruttore è acceso, cioè a t = +0, una corrente inizierà a fluire attraverso questo condensatore. Dopo un certo tempo (cioè il tempo di carica) il condensatore non permetterà più alla corrente di fluire attraverso di esso. Ciò avviene perché le cariche massime si accumulano su entrambe le piastre e il condensatore agisce come una sorgente che ha l'estremità positiva connessa all'estremità positiva della batteria e l'estremità negativa connessa all'estremità negativa della batteria con la stessa potenza.
A causa di una differenza di potenziale zero tra la batteria e il condensatore, nessuna corrente fluisce attraverso di esso. Pertanto, si può dire che inizialmente il condensatore è in cortocircuito e infine in apertura quando viene connesso a una batteria o a una sorgente a corrente continua.
Condensatore in un circuito a corrente alternata
Supponiamo che un condensatore sia connesso a una sorgente a corrente alternata. Consideriamo, in un determinato momento della mezza onda positiva di questa tensione alternata, la piastra-I abbia polarità positiva e la piastra-II polarità negativa. Proprio in quel momento, la piastra-I accumula carica positiva e la piastra-II accumula carica negativa.
