Il condensatore

A. Costantini | (la videolezione) Si tratta di un semplice componente elettronico, in grado di immagazzinare energia sotto forma di differenza di potenziale. 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.

Se non vi è a disposizione abbastanza spazio per utilizzare delle grandi armature (tramite le quali si aumenterebbe pure la capacità), si possono collegare, tra loro, 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, proposta in Figura 2, che tiene conto di alcuni fattori fisici e geometrici del componente:

 

In tale formula, intervengono alcuni parametri oggettivi:

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

La permettività assoluta (ε) è data dalla formula:

ε=8,85 × 10^-12 × ε_r

dove ε_r è la permettività relativa del materiale costituente il dielettrico.