Come calcolare l'impedenza di un condensatore

tramite: O2O
Difficoltà: media
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Introduzione

Il condensatore e l'impedenza sono due concetti che si ritrovano nell'elettrotecnica: nello specifico, il condensatore è un componente elettrico ideale che serve ad immagazzinare l'energia elettrica, accumulando la carica al suo interno e, se viene isolato, può mantenere questa carica in sé all'infinito. Per essere isolato non deve essere connesso ad altri circuiti elettrici, in alternativa, se è collegato ad un circuito, scarica la propria carica all'interno di esso. In questa guida vedremo come calcolare una grandezza fisica che riguarda il condensatore, ovvero l'impedenza.

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Occorrente

  • Manuale di elettrotecnica
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Il condensatore è formato da due conduttori, di solito lamine piane variamente sagomate, due cilindri coassiali oppure due fogli conduttori applicati l'uno sull'altro, separati da un dielettrico o da aria, dove si accumula tutta l'energia elettrostatica. Se applichiamo una tensione tra le piastre, otteniamo che le cariche si separano e all'interno dell'isolante si crea un campo elettrico. Dove c'è potenziale più alto nell'armatura, avremo carica positiva. Il valore assoluto delle cariche positive e negative rappresenta la carica del condensatore. L'energia contenuta da un condensatore è uguale al lavoro che si compie per caricare lo stesso.

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Poiché vi è la presenza dell'isolante, gli elettroni non possono passare da una piastra all'altra: se si applica un circuito esterno a un condensatore, la corrente sarà indotta da una parte all'altra, le due piastre però si caricheranno di una carica Q di segno opposto. Nel frattempo, all'interno dell'isolante si verificherà la polarizzazione, le molecole formeranno un dipolo elettrico per consentire alla corrente di passare nel condensatore; in caso di corrente alternata, le piastre si caricheranno e si scaricheranno. La resistenza che il condensatore opporrà alla corrente si chiama reattanza capacitiva.

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La reattanza produce uno sfasamento in anticipo di 90° della corrente di un condensatore: ciò succede quando si applica al condensatore una tensione ad andamento sinusoidale; se invece la corrente ritarda di 90°, avremo una reattanza induttiva. Le reattanze hanno la particolarità di non dissipare potenza. L'impedenza è rappresentata da un numero complesso: si tratta del rapporto tra la tensione applicata agli estremi e la corrente che circola nel circuito. Si esprime come V/I = z = R + jX e si misura in ohm. Il rapporto inverso dell'impedenza si chiama ammettenza. Si calcola come Y = 1/z.

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