I CONDENSATORI

Nella loro accezione più semplice i condensatori possono essere costruiti secondo configurazioni geometriche particolari:

• un conduttore è contenuto dentro una cavità ricavato all'interno del secondo, la più semplice geometria che si può avere in questo caso è quella dotata di simmetria sferica.In questo caso si ha un condensatore sferico.
• la geometria del condensatore interno si sviluppa lungo una linea attorno alla quale si avvolge il secondo conduttore secondo una configurazione tubolare, la struttura più semplice è quella dotata di simmetria cilindrica, pertanto questi condensatori sono detti cilindrici.
• i due conduttori sono paralleli tra loro e le loro superfici sono separate da una distanza molto inferiore rispetto alle loro dimensioni; la geometria più semplice di questa configurazione si realizza quando la superficie è piana, quindi i condensatori sono paini.

Caricando uno dei due conduttori si caricherà anche il secondo per induzione elettrostatica pertanto se su un'armatura si misurera una carica elettrica +Q sulla seconda si misurerà una carica -Q, cosicchè tra le due si forma una differenza di potenziale che viene accumulato dal condensatore stesso. Infatti i condensatori sono proprio utilizzati come accumulatori di potenziale che può essere utilizzato quando è necessario; ad esempio la batteria di un'auto non è che grande condensatore che si trasforma in una generatore all'accensione del veicolo, ma il primo condensatore sperimentale fu la bottiglia di Leida costruita nel 1745 dallo studioso di elettrostatica Pieter van Musschenbroek. La bottiglia di Leida è costituita da una bottiglia di vetro rivestita sia internamente sia esternamente da un foglio di carta di alluminio opportunamente caricato; una catenella di materiale conduttore in contatto con l'alluminio veniva fatta fuoriuscire dal tappo, isolante, della bottiglia. Se si toccava la catenella, si avvertiva una forte scossa elettrica, a dimosrtazione che la bottiglia aveva accumulato cariche elettriche.

I condensatori sono caratterizzati da una grandezza detta capcità elettrica che indica quanta carica elettrica riesce a immagazzinare in funzione di una certa differenza di potenziale tra le due armature.

La capacità elettrica viene misurata in Farad e gli accumulatori apprezzabili odierni hanno una capacità che si aggira al μfarad

Si aggiunga che esiste una grandezza che è detta coefficienti di potenziale che matematicamente è rappresentata da una matrice ||P|| che lega il potenziale alla carica presente sulla superficie di due conduttori, questa matrice gode di alcune proprietà:

• p_ij = p_ji
• p_ij>0
• p_ii>p_ij

Se invece di considerare ||P|| si considera la matrice inversa||P||^-1 che viene detta ||C|| e rappresenta i coefficienti di induzione (se i è diverso da j) ovvero:

Nel caso particolare in cui i due conduttori siano collegati tra loro come nei condensatori, i=j ,allora la matrice ||C|| rappresenta i coefficienti di capacità che possono esprimere la capacità elettrica C:

Per necessità possono essere utilizzati anche sistemi di condensatori che sono, tra loro, o in serie, se la quantità di carica polarizzata è la stessa sulle armature dei condensatori, o in parallelo, se la differenza di potenziale ai capi dei due condensatori è la stessa. Questi sistemi possiedono capacità elettriche che sono uguali a

se i condensatori sono in serie;

se i condensatori sono in parallelo;

Oggi poichè più efficienti e più comodi sono utilizzati maggiormente i condensatori elettrolitici caratterizzati da una polarità, ovvero se due fili elettrici vengono collegati al condensatore elettrolitico si trasforma in un trasportatore di carica e non in un accumulatore, ma se si inverte la polarità gli elettrodi che sono costituiti da una sottile lamina di ferro affacciata a una lamina di alluminio e fra queste viene posto un tampone imbevuto in una soluzione di solfato di ammonio, allora tra le due lamine si forma uno spessore di ossido di alluminio ,poichè il secondo elettrodo si ossida, costituendo un buon isolante e trasformando un trasportatore di carica in un accumulatore di carica. Grazie al piccolo spessore di isolante, questo tipo di condensatore è caratterizzato da un' elevatissima capacità elettrica per unità di superficie, ma esso non sopporta elevate differenze di potenziale.