Il condensatore

(la videolezione) Il condensatore è un componente fondamentale dell'elettronica, essenzialmente un dispositivo in grado di accumulare carica elettrica e, di conseguenza, energia potenziale elettrica in un campo elettrico. Un condensatore ideale dovrebbe mantenere la carica in un tempo infinito, in assenza di carico ad esso applicato, ma nella realtà questo non succede mai ed essa diminuisce lentamente e inesorabilmente, per la presenza delle inevitabili perdite. Senza approfondire molto la sua strutturazione, un condensatore è formato da due superfici conduttive, dette armature, separate tra loro da un isolante, chiamato dielettrico. Se si applica una tensione elettrica alle due armature si genera un campo elettrico nel dielettrico.

Le due armature possono essere costituite da qualsiasi materiale conduttivo (alluminio, rame, oro, argento, etc.) e per aumentare la capacità elettrica del componente esse devono essere il più vicino possibile tra loro, ma senza mai venire a contatto, pena un violento cortocircuito. Il dielettrico deve essere composto, invece, da materiale isolante come, ad esempio, l'aria, il vetro, la ceramica, la plastica e la carta. L'importante è che venga interrotto il flusso normale della corrente elettrica e che gli elettroni non transitino in modo diretto. La Figura 1 illustra alcuni simboli rappresentanti il condensatore.

Figura 1: alcuni simboli del condensatore

Per realizzare condensatori di grandi capacità è possibile collegare più condensatori in parallelo. In questa configurazione i terminali di un ramo sono collegati tutti tra loro, così come anche i terminali del ramo opposto. In tale caso, si ottiene un unico condensatore con capacità pari alla somma dei valori dei singoli componenti. Come qualsiasi grandezza elettronica ed elettrica, anche la capacità di un condensatore piano può essere praticamente calcolata attraverso una formula matematica che tiene conto di alcuni fattori fisici e geometrici del componente:

C = εA/d

In tale formula, intervengono alcuni parametri oggettivi:

• C: capacità del condensatore espressa in Farad;
• ε: costante dielettrica assoluta del dielettrico;
• A: area dell'armatura, espressa in metri quadrati;
• d: spessore del dielettrico, espresso in metri.

a permettività assoluta (ε) è data dalla formula:

ε=8,85 × 10^-12 × ε_r

dove ε_r è la costante dielettrica relativa del materiale costituente il dielettrico.