CONDENSATORI

GRANDEZZE FISICHE

Il valore capacitivo del condensatore, la sua tensione di lavoro e, cosa più importante di tutte, il fatto che il condensatore è un componente che si lascia attraversare dalle correnti elettriche variabili e non da quelle continue. Come accade nella maggior parte delle sue applicazioni pratiche, quando deve svolgere il duplice compito di arrestare la corrente continua di alimentazione di un circuito e di lasciar passare quella rappresentativa dei segnali variabili. Ma andiamo per ordine e cominciamo con il simbolismo di questo importante componente elettronico. Nel linguaggio elettrico teorico, universale, il condensatore si indica disegnando due lineette parallele fra loro (figura 3), che trovano preciso riferimento con la realtà in quanto il condensatore più elementare è composto da due lamine affacciate una di fronte all'altra. 

Fig. 3 - Simbolo elettrico del condensatore a capacità costante

Questo simbolo è generico, perché subisce delle varianti quando il riferimento è fatto con un condensatore fisso o variabile, con uno di tipo elettrolitico o semifisso, regolabile per mezzo di una vite o di un piccolo perno. La carica elettrica che un dato condensatore viene ad assumere dipende dalla sua costituzione fisica e dalla tensione con cui viene caricato. Quindi, due o più condensatori diversi, quando vengono caricati fino a raggiungere la stessa tensione fra le armature, acquisiscono delle quantità di elettricità differenti. Si suole dire, in tal caso, che esistono condensatori con maggiore o minore capacità. D'altra parte, per uno stesso condensatore, la quantità di elettricità, o carica elettrica, che si trova addensata sulle armature, è proporzionale in ogni caso alla tensione esistente fra un'armatura e l'altra. Ossia, comunque si vari lo stato di carica di un dato condensatore, la carica elettrica sulle armature e la corrispondente tensione fra queste, aumentano o diminuiscono in proporzione. Dunque, il rapporto tra la carica elettrica e la tensione rimane sempre costante. Indicando con Q la carica e con V la tensione, la capacità C assume la seguente espressione:

C = Q : V

La capacità di un condensatore è una grandezza fisica caratteristica di ogni componente. Essa dipende, per ogni modello di condensatore, dal modo con cui questo è stato costruito. Per esempio, se la superficie delle armature è piccola, la capacità è modesta e lo è anche quando le armature sono ben distanziate fra loro. Mentre il valore capacitivo è elevato quando le superfici delle armature sono ampie e la distanza che le separa è minima. 

Nel modello teorizzato in figura 4, la capacità è bassa, in quello reale, presentato in figura 5, la capacità è alta. Lo spessore del dielettrico, invece, stabilisce il valore massimo di tensione cui può essere sottoposto il componente.

Fig. 4 - Se le superfici delle due armature del condensatore sono di misura ridotta, la capacità del condensatore è piccola. I due conduttori, filo i e filo 2, sono elettricamente collegati con le due armature.

Fig. 5 - I condensatori a carta vantano valori capacitivi elevati in virtù delle notevoli dimensioni delle superfici delle armature, rappresentate da fogli di alluminio arrotolati.

Possiamo ora riassumere un concetto molto importante per il principiante di elettronica, che deve essere memorizzato e tenuto sempre in grande considerazione: 

la capacità del condensatore dipende dalle superfici affacciate delle armature, dalla distanza che separa le armature stesse e dal tipo di dielettrico interposto.

I condensatori a mica, ad esempio, dei quali in figura 6 sono riportati due modelli, in alto a sinistra, sono componenti di piccola capacità, mentre quelli a carta, riportati in basso a destra della stessa figura, sono elementi con elevati valori capacitivi. Infatti i condensatori a carta vengono costruiti nel modo indicato in figura 5, con dielettrici flessibili ed armature di alluminio arrotolato su se stesse, con lo scopo di contenere in poco spazio grandi superfici metalliche. Normalmente, lo spessore di carta speciale, che funge da dielettrico, garantisce la funzionalità corretta del condensatore con tensioni fino a 1.000 V e addirittura anche a 2.000 V. Questi valori prendono il nome di tensioni di lavoro e vengono indicati con la sigla VI. Esistono pertanto condensatori da 10 VI, da 16 VI, da 1.000 VI ed oltre. Nel settore della elettronica, i valori più noti sono i seguenti: 3 VI - 5Vl-12Vl-16V1-36Vl-60Vl-100Vl-150Vl -250Vl-350Vl-400Vl-5OOVI-1000VI 1.500 VI. In pratica si arriva sino ai 20.000 VI.  

Fig. 6 - Esempi di condensatori di vario tipo attualmente reperibili in commercio e comunemente montati sui circuiti elettronici. I valori capacitivi più bassi sono propri dei condensatori a mica, quelli più alti si trovano nei modelli a carta.