COLLEGAMENTI CAPACITIVI - 3


CARICA E SCARICA

È stato detto che il condensatore, in modo particolare quando il valore capacitivo di questo è elevato, si comporta come un serbatoio di cariche elettriche, che si accumulano sulle due armature del componente dopo averlo collegato ad un generatore elettrico, per esempio ad una pila. Ed è anche stato detto che il condensatore conserva, per un tempo più o meno lungo, la carica, ma la restituisce quando i suoi terminali vengono cortocircuitati o collegati con un circuito chiuso. Ebbene, questo importante concetto, che viene definito con l'espressione di "carica e scarica del condensatore", merita ora alcune particolari considerazioni e, soprattutto, alcune pratiche applicazioni. Prendiamo quindi in esame il circuito teorico di figura 4, composto da una pila da 9 V, da un deviatore, una lampada, un condensatore elettrolitico, ossia un componente di elevata capacità ed un tester, commutato nella funzione di voltmetro in continua e su una scala superiore al valore della tensione della pila; con il modello di tester impiegato, la commutazione è fatta sul valore di 25 Vcc fondo-scala.

Fig. 4 - Tramite questo semplice circuito sperimentale, si può verificare il processo di carica e di scarica di un condensatore elettrolitico, ossia di elevata capacità.

C = 4.700 gF - 16 VI (elettrolitico)

LP = lampadina (6 V - 50 mA)

DEV. = deviatore (1 via - 2 posizioni)

PILA = 9 V (2 elementi da 4,5 V in serie)

L'esperimento consiste nel caricare e scaricare, tramite il deviatore, il condensatore C e nel controllare gli effetti sulla lampadina LP e sull'indice del tester.
Quando si inserisce nel circuito la pila da 9 V, il deviatore deve rimanere posizionato sullo zero (0). In tali condizioni circuitali, la lampada LP rimane spenta ed il tester misura O V. Successivamente si commuta il deviatore su C (carica) e si osserva che la lampada LP si accende per un attimo, mentre il tester segnala il valore di 9 V. Si può così arguire che l'accensione temporanea della lampada è dovuta ad un rapido passaggio di corrente, che è la corrente di carica di C, inizialmente intensa, tanto da accendere la lampadina, ma successivamente e gradatamente debole, fino all'estinzione completa.
L'esperimento continua posizionando ora il deviatore un'altra volta su 0. Si potrà così notare che, pur essendo stato disinserito il generatore, cioè la pila, l'indice del tester rimane ancora fermo sul valore di 9 V, confermando che il condensatore C si è caricato in precedenza e conserva la carica alla tensione di 9 V. Poi, lentamente, il valore di 9 V diminuisce col passare del tempo, principalmente perché il tester, per funzionare, ossia per mantenere l'indice fermo sul valore di 9 V, necessita di una piccola corrente, che viene fornita dal condensatore carico. In ogni caso, con gli elementi prescritti per la composizione del circuito di figura 4, il tester segnala ancora una tensione di qualche volt dopo due ore.
La seconda parte dell'esperimento consiste dapprima nella ripetizione del processo di carica del condensatore, posizionando il deviatore su C e poi, dopo aver atteso per un po' di tempo, necessario a completare la carica del condensatore, nella commutazione del deviatore su S (scarica). Con questa operazione si cortocircuita praticamente il condensatore elettrolitico carico alla tensione di 9 V. Ed il risultato lo si nota osservando sia la lampadina che l'indice del tester. La prima, infatti, rivela un guizzo luminoso, il secondo raggiunge istantaneamente l'inizio scala, segnalando il valore di 0V. Dunque, il condensatore C si è ora scaricato, ossia ha ceduto tutta l'energia elettrica, assorbita in precedenza dalla pila, alla lampadina che, per un attimo, si è accesa.