Carica e scarica di un condensatore
Collegando un condensatore scarico a una pila attraverso un resistore, all’inizio la corrente è quella che darebbe il solo resistore; man mano che il condensatore si carica la sua tensione si oppone a quella della pila e la corrente cala. Tensione e corrente cambiano con legge esponenziale, con un tempo caratteristico τ = R C. Poi il deviatore lo scarica sul resistore.
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τ = R C, I = (ε − VC) / R
All’istante iniziale il condensatore è scarico e ha tensione zero: la corrente è ε / R. Dopo un tempo τ = R C la tensione è arrivata al 63 % di ε, dopo 3τ al 95 %, dopo 5τ al 99 %: in pratica il condensatore è carico.
Con 20 kΩ e 220 μF, τ = 4,4 s. La pila è da 9 V. La scena mostra 5τ di carica e 5τ di scarica, rallentando o accelerando il tempo perché ogni fase duri qualche secondo: l’orologio in alto indica il tempo vero.
Nella scarica il condensatore fa da pila: la corrente attraversa il resistore in verso opposto e cala anch’essa esponenzialmente. I circuiti RC si usano come temporizzatori: il lampeggio delle luci di emergenza, il ritardo di una luce delle scale.
L’animazione mostra, la spiegazione fa capire
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