condensatore

condensatore

condensatóre [agg. (f. -trice) e s.m. Der. di condensare (→ condensazione)] [LSF] Dispositivo per condensare un vapore (c. di vapore: v. oltre) oppure, figurat., per immagazzinare, aggregare un qualche tipo di energia (c. elettrico, c. ottico: v. oltre). ◆ [FTC] [TRM] C. di vapore: apparecchio usato per ritrasformare in acqua il vapor acqueo espulso da macchine motrici a vapore, impiegando a tale scopo un fluido refrigerante; si dice a miscela o a superficie a seconda che il fluido, generalm. acqua, venga o no a contatto con il vapore. ◆ [EMG] [ELT] C. elettrico: dispositivo costituito da due superfici elettricamente conduttrici (armature) separate da un dielettrico e disposte in modo che tra esse si abbia induzione elettrica completa o quasi completa (→ induzione: I. elettrica), il che si verifica se una delle due superfici (armatura interna) è circondata completamente o quasi completamente dall'altra (armatura esterna); se si comunica all'armatura interna una carica elettrica, sull'altra s'induce una carica uguale e di segno opposto. Il rapporto C=ΔQ/ΔV, tra la variazione ΔQ della carica Q su una delle due armature e la variazione corrispondente ΔV del potenziale V di essa rispetto all'altra armatura, si chiama capacità del c.; quest'ultima dipende dalle dimensioni delle armature, dalla loro posizione reciproca e dalla costante dielettrica del dielettrico interposto. Varie sono le forme delle armature, e quindi dei c.; per alcune forme geometricamente semplici (c. cilindrico, piano e sferico), v. elettrostatica nel vuoto: II 391 f, 392 d, e; per i tipi costruttivi dei c. usati nella pratica, i dielettrici usati (c. a carta, a mica, ceramici, ecc.) e per i parametri che ne individuano il campo d'uso, v. componenti elettronici passivi: I 667 f. La fig. mostra i simboli grafici di vari tipi di condensatori. Qui ci si limita a ricordare che i c. sono di larghissimo uso in elettrotecnica e in elettronica, essenzialmente per due loro proprietà: (a) la proprietà di accumulare carica elettrica ed energia di campo elettrico durante la fase di carica, essendo il c. collegato a un generatore di forza elettromotrice ΔV; la carica vale C ΔV e l'energia, che vale C ΔV2/2, è restituita (perdite a parte) nella fase di scarica; questa proprietà è sfruttata, per es., nei c. dei filtri di livellamento di correnti raddrizzate e nei c. dei circuiti oscillanti; (b) la proprietà di bloccare il passaggio di correnti continue (per le quali presentano impedenza teoricamente infinita) e di lasciarsi invece attraversare da correnti alternate, tanto meglio quanto maggiori sono la frequenza della corrente e la loro capacità (l'impedenza è inversamente proporzionale alla frequenza e alla capacità); ciò è sfruttato nei cosiddetti c. di blocco (per correnti continue) e c. di fuga (per correnti variabili). I due parametri essenziali di un c. sono la capacità e la tensione massima di lavoro, definita, quest'ultima, come la tensione superata la quale possono instaurarsi scariche disruptive nel dielettrico. Poiché i c. sono costruiti secondo valori standard di capacità e di tensione di lavoro, assai spesso nelle applicazioni occorre collegare più c. in modo da realizzare i voluti valori di questi due parametri; i due collegamenti di base sono quelli in serie e in parallelo, per i quali v. oltre. ◆ [MTR] [ELT] C. elettrico calcolabile: c. le cui dimensioni costruttive e le caratteristiche dei materiali usati sono tali da consentire il calcolo accurato della capacità; sono di tal genere i cosiddetti c. campione: v. capacità elettrica, campioni di: I 502 d. ◆ [EMG] C. cilindrico: c. con armature a simmetria assiale: v. elettrostatica nel vuoto: II 392 b. ◆ [EMG] C. fisso: c. di capacità fissa, cioè che non sia né variabile, né regolabile: v. componenti elettronici passivi : I 668 a. ◆ [ELT] C. MOS: c. che prende il nome dalla tecnica costruttiva usata (Metal-Oxide Semiconductor): v. CCD: I 541 c. ◆ [OTT] C. ottico, o c. di luce: sistema ottico rifrangente o riflettente atto a concentrare su un oggetto la luce di una sorgente; si usa spec. nei proiettori e nei microscopi. I c. per proiettori sono costituiti in generale da uno specchio concavo nel cui fuoco è la sorgente (così si fa, per es., negli episcopi) oppure (come si fa, per es., nei diascopi) da due lenti piano-convesse di grande apertura a breve distanza l'una dall'altra, con le superfici convesse affacciate e collocate tra la sorgente e l'oggetto che si vuole illuminare (fig. 1). Il c. per microscopio è anch'esso un sistema convergente che raccoglie la luce riflessa da uno specchietto piano o convesso e la concentra sul preparato; è molto usato il c. di Abbe (fig. 2), formato da tre lenti convergenti: una biconvessa, la seconda a menisco, la terza emisferica; l'illuminazione del preparato è talora regolata a mezzo di un diaframma a iride. ◆ [EMG] C. piano: c. con armature piane: v. elettrostatica nel vuoto: II 392 a. ◆ [EMG] C. regolabile: c. elettrico del quale è prevista la variazione della capacità soltanto saltuariamente (per es., perché è usato come compensatore in un circuito oscillante), per cui è provvisto non di un asse di comando, ma di un semplice dispositivo di regolazione a vite, sul quale si agisce con un giravite. ◆ [EMG] C. sferico: c. elettrico con armature a simmetria centrale: v. elettrostatica nel vuoto: II 391 f. ◆ [ELT] C. variabile: c. elettrico foggiato in modo che, agendo su un albero di comando, se ne possa variare la capacità con continuità tra un valore massimo e un valore minimo; si tratta in genere di c. di relativ. piccola capacità (fino a poche centinaia di pF), usati principalmente nella radiotecnica per realizzare circuiti oscillanti a sintonia variabile: v. componenti elettronici passivi: I 668 d. ◆ [ELT] C. variabile a giunzione (detto anche varactor e varicap): v. semiconduttori, dispositivi a: V 158 d. ◆ [EMG] Collegamento di c. elettrici: (a) in serie: le armature sono collegate una di seguito all'altra (fig. 1: se vi sono c. elettrolitici, occorre badare alla corretta polarità); la carica è la stessa in tutti i c. collegati; la capacità risultante è l'inverso della somma de-gli inversi delle capacità dei c. collegati, per cui essa è minore della minore delle capacità interessate (non si guadagna nulla in carica ed energia, e si perde in capacità), mentre la tensione di lavoro è la somma di quelle dei c. collegati (si guadagna in tensione di lavoro); (b) in parallelo: le armature sono collegate ordinatamente fra loro, (anche qui, se vi sono c. elettrolitici occorre tenere conto della loro polarità), in modo che a tutti i c. sia applicata la stessa tensione (fig. 2); la capacità (e così la carica e l'energia) risultante è la somma delle capacità dei c. collegati (cioè si guadagna in capacità, in carica ed energia), mentre la tensione di lavoro risultante è la minore fra quelle dei c. collegati (cioè non si guadagna nulla in tensione di lavoro); (c) in serie-parallelo: collegamento di tipo misto, in cui alcuni c. sono in serie fra loro (stessa carica) e altri sono in parallelo (stessa tensione applicata); salvo alcuni casi semplici, in cui la capacità è calcolabile mediante successive considerazioni di gruppi di c. fra loro in serie oppure fra loro in parallelo, nel caso generale si ha una rete di c., per es. come quella della fig. 3, che non è agevole trattare mediante questo semplice procedimento. Le regole per risolvere queste reti sono analoghe alle leggi di Kirchhoff per risolvere una rete elettrica in genere: (1) s'immagina applicata una certa tensione V ai terminali della rete; (2) si considerano tutti i nodi eccetto uno, e si scrive per ognuno di essi la relazione fra le cariche dei c. interessati; (3) si considerano i cammini lungo i quali si può andare da un terminale all'altro, quanti ne bastano per portare in conto tutti i c., scrivendo per ciascuno di essi la relazione fra le tensioni; (4) si riducono tutte le equazioni così ottenute alla carica (mediante la relazione Qi=CiVi, scritta per l'i-esimo c., ma si può ridurre tutto, volendo, alla tensione); (5) si risolve il sistema lineare giusto così ottenuto, ricavando la carica complessiva Q; (6) infine, è C=Q/V. Per es., per la rete della fig. 3, indicando con C la capacità totale e con Q la carica corrispondente (Q=CV), si può scrivere: Q=Q₁+Q₂, Q₁=Q₃+Q₄, Q₅=Q₂+Q₃, V=V₁+V₃+V₅, V₂=V₁+ V₃, V₄=V₃+V₅; riducendo, mediante la relazione indicata sopra, tutto, per es., a tensioni, si hanno le 6 equazioni lineari CV=C₁V₁+C₂V₂, C₁V₁= C₃V₃+C₄V₄, C₅V₅=C₂V₂+C₃V₃, V=V₁+V₃+V₅, V₂=V₁+V₃, V₄=V₃+V₅ nelle 6 incognite C, V₁÷V₅ (la tensione V è data ad arbitrio); si ha dunque un sistema facilmente risolubile, da cui s'ottiene la capacità C della rete. ◆ [EMG] Rete di c.: v. sopra: Collegamento di c. elettrici: (c) in serie-parallelo.