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CONDENSATORE CON DIELETTRICO SCARICA


    Salve, ho un bel problema da proporvi riguardo alla scarica di un condensatore con dielettrico. Abbiamo un condensatore cilindrico. L'armatura intern. Condensatori con dielettrici. Dielettrico a quando non si innesca scarica elettrica Un condensatore piano ha le armature di dimensioni a=2 cm, b=3 cm. La capacità C di un condensatore viene definita come il rapporto tra la carica Q e la La scarica può essere osservata come una scintilla visibile. . Nel caso di un condensatore piano, se è completamente riempito con un dielettrico avremo. Carica e scarica dei condensatori piano - Se le armature di superficie S e distanti d, con un dielettrico di costante dielettrica ε, sono piane e parallele è.

    Nome: condensatore con dielettrico
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    Pensiamo che vi sia piaciuta questa presentazione. Per scaricarla, consigliatela, per favore ai vostri amici su un qualsiasi social network. I tasti si trovano più in basso. Pubblicato Ignazio Marchetti Modificato 4 anni fa. Le due lastre metalliche sono separate da materiale dielettrico.

    Alle estremità si formano superfici in cui prevale la carica di un segno; all'interno del materiale la carica complessiva è sempre nulla. I campi tra armature e dielettrico, K 0 ed all'interno del dielettrico, K , si possono determinare ricorrendo al teorema di Gauss applicato ai volumi colorati in giallo ed in azzurro.

    1 La capacità elettrica e il condensatore

    Ipotizzando le linee di campo verticali, Il flusso uscente da tali volumi è dovuto al contributo delle sole superfici tratteggiate ed è proporzionale alla carica racchiusa nel volume. Il campo tra armature e dielettrico dipende esclusivamente dalla densità di carica libera sulle armature: Il campo all'interno del dielettrico invece dipende dalla somma algebrica della densità di carica libera e di quella di polarizzazione.

    Esso risulta pertanto inferiore a quello esistente al di fuori del dielettrico. Se la lastra di dielettrico è introdotta dopo che il condensatore è stato caricato e staccato dall'alimentatore, la carica sulle armature si mantiene costante. Si riduce di conseguenza la tensione tra le armature data da. Essendo costante la carica, l'energia immagazzinata diminuisce perché varia in modo inverso rispetto alla capacità. Il lavoro è effettuato dal campo elettrico. Introducendo la lastra, il campo in essa diminuisce rispetto a quello preesistente.

    Ma essendo la tensione costante deve aumentare il campo tra dielettrico ed armature. Il rapporto tra i due campi è uguale alla costante dielettrica. Il campo tra armature e dielettrico si ricava dalla Poiché il campo è proporzionale alla densità di carica sulle armature, quindi alla carica sulle stesse, il rapporto tra carica finale e carica iniziale è uguale a quello tra i campi.

    Quindi che coincide con il rapporto tra la capacità finale, con dielettrico inserito, e quella iniziale, senza dielettrico.

    Essendo costante la tensione, l'energia è proporzionale alla capacità. Quindi L'energia erogata dal generatore è il prodotto della sua fem E per la variazione di carica. Quindi essendo La variazione di energia immagazzinata è Quindi, come nel caso del primo esercizio, metà dell'energia che il generatore fornisce aumenta l'energia elettrostatica immagazzinata; l'altra metà fornisce il lavoro per attrarre la lastra all'interno del condensatore.

    La forza media di attrazione, applicando sempre il principio di conservazione dell'energia vale. L'esercizio è stato simulato con FEMM. Ecco i risultati ottenuti per il caso in cui la tensione tra le armature è costante. Si è limitato il calcolo dell'energia al volume delimitato dalle due armature. Il campo elettrico è. L'energia immagazzinata.

    Il condensatore piano

    Il campo elettrico tra armature e dielettrico è. Quello nel dielettrico , un quinto del precedente.

    L'energia immagazzinata è di. E' stato osservato che per ottenere il comportamento identico ad una lastra conduttrice, si deve far tendere la costante dielettrica all'infinito.

    Qui è stato posto.

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    Il campo elettrico nella lastra è quasi nullo; quello tra dielettrico e lastra è quasi raddoppiato. Il file. FEE è scaricabile da qui. Il livello microscopico è il livello atomico: quindi le cariche microscopiche sono i singoli elettroni e protoni che costituiscono la materia. A tale livello il campo elettrico è molto intenso vicino ad un nucleo e debolissimo tra un atomo e l'altro.

    A tale livello il campo elettrico non è mai statico. L'elettrostatica studia il campo elettrico a livello macroscopico.

    Fisica classica/Dielettrici

    Il livello macroscopico descrive la media del campo microscopico su un volumetto piccolissimo ma che contiene un grandissimo numero di atomi, calcolata in tempi sempre piccolissimi, ma enormi rispetto ai femtosecondi. Per fissare le idee potremmo pensare l'effetto di una carica "statica" come derivante dal comportamento di un volumetto di lato un micrometro osservato ogni microsecondo.

    Orientando il segmento che unisce le due cariche verso la carica positiva, si definisce momento di dipolo il vettore. Se si immerge un dielettrico in un campo elettrico, i suoi dipoli si orientano. I dipoli possono già esistere nel materiale polare ma, se non esistono, si formano per deformazione della distribuzione di cariche nell'atomo. Quest'ultimo fenomeno è presente in ogni materiale, ma l'effetto prodotto dai dipoli esistenti nei materiali polari, è sensibilmente più intenso.

    L'effetto complessivo prende il nome di. Cioè se N sono i dipoli per unità di volume, si ha,. Il momento di dipolo ha le dimensioni di Cm ; la polarizzazione di , cioè di una densità superficiale di carica; tale densità è quella che si forma sulle facce libere del dielettrico.

    Il flusso di attraverso una superficie chiusa corrisponde alla carica uscita dal volume delimitato dalla superficie. Quindi esiste una densità volumica di carica di polarizzazione. La divergenza di è allora, in generale, non nulla, ed uguale all'opposto della densità volumica di carica di polarizzazione. Nei dielettrici normali la densità volumica di polarizzazione è sempre nulla: le cariche di polarizzazione compaiono cioè solo sulla superficie del dielettrico.

    Un pezzo di materiale dielettrico polarizzato, come la lastra dell'esercizio, presenta una carica positiva su una faccia e negativa sull'altra che vale, in valore assoluto.

    Il volume della lastra è. Il momento di dipolo della lastra è allora. Scaricare la presentazione. Annulla Scaricare. La presentazione è in caricamento.

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    Antonello Tinti La corrente elettrica. Antonello Tinti.

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