Ciao! Prima domanda: in condensatore in cosa differisce dalla normale pila? Insomma, immagazzina energia elettrica e poi la restituisce... come la pila! Oppure lo fa in maniera differente?
Seconda domanda: se io attacco un condensatore carico ad un solenoide, l'energia W del campo magnetico dipenderà da questa:
W = (L x I^2)/2 (formula dell'energia del solenoide, dove L è l'induttanza e I è la corrente)
oppure da questa:
W = (C x V^2)/2 (formula dell'energia del condensatore, dove C è la capacità e V la tensione)
Da quali delle due formule dipende? Oppure c'è una relazione, in questo caso, tra esse?
Qui trovi un'ottima descrizione di tutti i componenti elettronici pi=F9 comuni (anche dei condensatori)
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La differenza tra una pila ed un condensatore, a parte la quantit=E0 di energia immagazzinata, =E8 la relazione che esiste tra tensione ai capi del componente e corrente che vi scorre. Consideriamo una pila di 1.5 V carica: se lo colleghiamo ad una resistenza la pila si scaricher=E0 facendo scorrere una corrente sulla resistenza stessa; il fatto notevole =E8 che la tensione sulla resistenza =E8 costante e pari ad 1.5 V qualunque sia il valore della resistenza, mentre la corrente dipende la R secondo la legge di Ohm. Ripetiamo l'esperimento con un condensatore carico: in questo caso la tensione sulla resistenza non =E8 fissa a 1.5 V, ma diminuisce nel tempo man mano che il condensatore si scarica. In altre parole:la tensione ai capi di un condensatore =E8 legata all'energia immagazzinata, quindi man mano che il condensatore cede energia la tensione ai suoi capi diminuisce; nella pila invece la tensione non dipende dall'energia immagazzinata, cio=E8 la pila cede energia all'esterno mantenendo costante la tensione (ci=F2 non =E8 pi=F9 vero quando la pila sta per scaricarsi).
In questo caso bisogna tener conto del principio di conservazione dell'energia: all'inizio (quando monto il circuito) il condensatore ha un'energia pari a cv^2/2=3DWi (energia iniziale) mentre il solenoide 0 (su di esso non scorre corrente). Appena li collego come da te descritto, nel circuito comincer=E0 a scorrere corrente poich=E9 il condensatore si sta scaricando. La corrente =E8 variabile nel tempo cos=EC come la tensione sul condensatore. In ogni istante si deve avere LI^2/2 + CV^2/2 =3D Wi, cio=E8 in ogni istante la somma dell'energia nel condensatore e dell'energia nel solenoide =E8 costante e pari a quella iniziale Wi (l'energia non si crea n=E9 si distrugge). Un'ultima osservazione: in tutto ci=F2 abbiamo trascurato le resistenze di perdita: in realt=E0 poich=E9 nei componenti reali ci sono delle resistenze di perdita che trasformano energia elettrica in calore ceduto verso l'esterno, l'energia Wi di cui sopra non rester=E0 in eterno nel circuito, ma verr=E0 gradualmente ceduta verso l'esterno sotto forma di calore.
.Lo fa in maniera differente :) D'altra parte, pure l'induttore immagazzina energia elettrica e poi la restituisce..ma solo se glielo chiedi gentilmente! Purtroppo l'ultima volta che ho avuto a che fare con le pile era all'esame di chimica più di dieci anni fa...non ricordo un granché :( Una differenza che mi viene in mente, è che mentre nel condensatore il dielettrico è isolante, tra gli elettrodi della batteria (l'analogo delle facce del condensatore) c'è una soluzione elettrolitica, dunque conduttrice. Come risultato, la batteria può sostenere una corrente costante, ossia DC, mentre nel condensatore (ideale) la corrente è rigorosamente "di spostamento", ossia relativa alla variazione del campo elettrico nel tempo. Corrente continua riguarda solo una non idealità del condensatore, ossia il fatto che il dielettrico un po' conduce. Gli elettrolitici, poi, sono fatti in modo tale che la soluzione elettrolitica viene isolata e funge essa stessa da dielettrico. Poiché ha spessore molto piccolo, ne risulta una grossa capacità (C è proporzionale a 1/d delle armature). Se però sottoponi il condensatore ad una tensione "inversa", la soluzione conduce e...Il condensatore si brucia. Un po' come cortocircuitare una batteria.
Anche qui ti ha già risposto Paolo, ma io ti scrivo altre due righe tanto per gradire. Il condensatore e l'induttore rappresentano situazioni in cui le due facce dell'entità "campo elettromagnetico" si presentano come separate e indipendenti. Per questo, l'energia del condensatore è tutta legata alla presenza di un campo elettrico, quella dell'induttore al campo magnetico. Se tu metti in parallelo (o in serie) questi due elementi, presi dalla "scatoletta dei componenti", non succede però niente. Se invece fornisci energia a questo "sistema", accade una cosa molto interessante, ossia che - in caso ideale - quest'energia che tu hai fornito viene scambiata senza perdite tra i due componenti.
Il seguito lo scrivo più tardi...
M
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Frustra fit per plura quod potest fieri per pauciora
(Guglielmo Da Ockham)
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a grandi linee il condensatore immagazzina la carica elettrica sulle proprie armature , che poi si trasforma in corrente elettrica nel momento che il circuito viene chiuso , all'interno del condensatore si ha uno spostamento di cariche. la pila immagazzina la propria energia in forma chimica , ci sono 2 tipi di metallo diversi ed in mezzo un elettrolita , quando il circuito viene chiuso c'e una migrazione di elettroni tra il negativo ed il positivo , se il circuito non viene chiuso gli elettroni non possono spostarsi e la pila e praticamente ferma cioe non produce corrente.
Sì, questo sito l'ho già visto ma è troppo superficiale; a me servirebbe sapere come si comportano i condensatori esaminando varie casistiche (cosa che sinceramente non ho trovato nemmeno sui libri di elettrotecnica).
Per caso sai se in giro per la rete c'è un grafico cartesiano che metta in relazione tensione e tempo nel caricamento dei condensatori? Ho cercato ma niente..
Un condensatore caricavo ha una tensione uguale a quella dell'alimentatore che lo ha caricato, giusto? Ad es. se lo collego a una batteria da 1,5 V il condensatore avrà una tensione uguale?
Se invece io collego il solenoide direttamente all'alimentatore? L'energia sarà solo W = LI^2/2 ? Poi scusa, un'altra domanda, nel momento in cui io stacco il solenoide dall'alimentatore, l'energia che fine fa?
Il calore che se ne va lo calcolo con l'effetto Joule, giusto? (P=RI^2)
Senza perdite, come ho scritto, nel *caso ideale*. Cioè, puro condensatore e puro induttore. Per modellare le perdite si usa un resistore, messo dove ti pare :) Se non ci sono le perdite, però, l'energia che tu immetti nel sistema "condensatore più induttore" rimane a rimbalzare in eterno tra i due componenti, cambiando "forma" da campo elettrico/tensione a campo magnetico/corrente (o, per la maggior parte del tempo, una miscela dei due visto che la corrente è sempre non nulla tranne che in un certo istante, e così pure per la tensione). La cosa carina è che il ritmo di variazione tra queste due forme di energia è dettato dalla grandezza relativa di capacità e induttanza. Come forse saprai, infatti, il sistema *risuona* ad una frequenza data da
1/(2*pi*sqrt(L*C))
E questo è quanto mi viene in mente :-)
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Hai ragione, grazie per la precisazione...e per il link :)
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Sì, in effetti mi era venuta in mente questa cosa, ma non ero sicuro. Senti non è che sai dove trovare dei condensatori elettrolitici a basso prezzo (intendo un sito che li venda)? Teoricamente mi servirebbero 8 condensatori da 250000 uF e che resistano ad alte tensioni (diciamo intorno ai 100V), oppure una ventina da 100000 uF, però... costano un casino!! Finora ho trovato questi due
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ma i prezzi sono fuori portata... servirebbe un grossista:)
Si chiamano circuiti RC perch=E9 sono costituiti da una resistenza (R) ed un condensatore (C). L'andamento della carica =E8 esponenziale e la "velocit=E0" con cui il condensatore si carica dipende da RC (che =E8 la costante di tempo del circuito). Se la resistenza =E8 nulla (condensatore ideale) RC=3D0 e il condensatore si carica istantaneamente.
S=EC, esatto. Ovviamente nei condensatori reali =E8 precisata la tensione massima oltre la quale si danneggiano.
=E8
Questo =E8 un circuito RL: resistenza in serie ad un'induttanza (solenoide). Quando il circuito =E8 chiuso e nell'induttanza scorre una corrente I, si ha energia immagazzinata nell'induttore. Appena il circuito viene aperto, la corrente non si azzera istantaneamente, ma persiste per un tempo piccolissimo nel quale si dissipa l'energia precedentemente immagazzinata nell'induttore sulla resistenza sotto forma di calore (effetto Joule). Detta cos=EC potrebbe sembrare che si violi la legge di Kirchhoff alle correnti (corrente che scorre in un circuito aperto!) Cerco di chiarire il tutto. Torniamo all'istante in cui l'interruttore =E8 ancora chiuso e nel circuito scorre una corrente I: la tensione ai capi dell'induttore =E8 L dI/dt. Ora ad un certo istante apriamo l'interruttore: se la corrente passasse istantaneamente da I a 0, la sua derivata tenderebbe ad infinito, quindi dalla formula precedente si avrebbe una tensione infinita ai capi di L, cosa che non =E8 fisicamente possibile, quindi non resta che ammettere che la corrente permane anche dopo l'apertura (si parla di extracorrente di apertura) La corrente non nulla in un circuito aperto si giustifica osservando che il circuito non =E8 veramente aperto: un interruttore aperto ha una resistenza grandissima, ma non infinita. Aprire il circuito significa passare da un certo valore di R ad uno molto pi=F9 grande: ci=F2 causa una brusca (ma non istantanea) diminuzione della corrente, si ha un'elevata (ma non infinita tensione) ai capi di L, la quale riesce a far scorrere corrente anche su una resistenza grandissima. Se si realizza veramente un circuito del genere, all'apertura dell'interruttore si nota proprio una scintilla in corrispondenza dell'interruttore stesso: quella non =E8 altro che corrente elettrica che scorre nell'aria, la quale ha una resistenza molto grande ma non infinita (=E8 quello che accade nei fulmini).
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