Capacità

Un condensatore immagazzina carica elettrica su due conduttori separati, come due piastre metalliche. Più tensione applichi, più carica si accumula — e la capacità dice esattamente quanta carica ottieni per volt. Piastre più grandi o distanza minore fanno contenere più carica a pari tensione.

La formula

Q = C · V

  • Q — carica (C): la carica elettrica immagazzinata sul condensatore
  • C — capacità (F): quanta carica il condensatore tiene per volt applicato
  • V — tensione (V): la spinta elettrica, la differenza di potenziale, ai capi

Esempio risolto

Un condensatore da 3 farad è collegato a una batteria da 4 volt. Quanta carica immagazzina?

  • C = 3 F
  • V = 4 V
  1. Q = C · V
  2. Q = 3 F × 4 V

Q = 12 C

Mettiti alla prova

Lo stesso condensatore da 3 farad è collegato a una batteria da 6 volt. Quanta carica?
  • 24 C
  • 2 C
  • Risposta corretta: 18 C

Giusto! Q = C × V, quindi 3 F × 6 V = 18 C.

In un condensatore a piastre, se raddoppi l'area delle piastre mantenendo la distanza, cosa succede alla capacità?
  • Risposta corretta: Raddoppia
  • Resta uguale
  • Si dimezza

Esatto! C = ε₀A / d, quindi raddoppiare l'area delle armature A raddoppia la capacità.

Dove lo vedi

Il touchscreen di uno smartphone è una griglia di condensatori minuscoli: la presenza del dito cambia la capacità locale, e il telefono legge quale punto è cambiato. I chip di memoria dei computer sono miliardi di condensatori microscopici, ciascuno dei quali tiene carica per un bit logico — carico o no, uno o zero.

Errori comuni

La confusione di fondo è che cos'è la capacità: C è una proprietà della geometria del dispositivo — area delle piastre e distanza, C = ε₀A / d — non qualcosa che cresce perché l'hai caricato di più. A capacità fissa, la carica segue semplicemente la tensione, Q = C · V: un condensatore da 3 F collegato a una batteria da 6 V immagazzina 18 C, il doppio di quanto ne immagazzina su 3 V. E una distanza maggiore indebolisce un condensatore — le piastre devono essere più vicine, non più lontane, per tenerne di più a pari tensione.

Come si collega

La tensione ai capi di un condensatore esiste perché la carica si accumula contro la legge di Coulomb — quella spinta immagazzinata è ciò che la geometria di forza della lezione precedente produce in hardware. Il modulo sui circuiti ha già incontrato questo dispositivo: la costante di tempo RC τ = R · C dice quanto in fretta si riempie. La prossima lezione: le correnti rivelano di fare qualcosa di completamente diverso — creare campi magnetici.

Prova la simulazione interattiva

Concetti correlati