IL CIRCUITO RC
Il processo di carica e scarica
06/10/18
IL CIRCUITO RC
Il circuito RC è un circuito elettrico composto da una resistenza elettrica R e da un condensatore di capacità C. Lo scopo di un circuito RC è essenzialmente quello di regolare il processo di carica e scarica del condensatore collegato ad esso. Infatti, la corrente non può attraversare i condensatori perché le loro armature sono separate dal vuoto o da un materiale isolante. La corrente elettrica che arriva ad un condensatore viene accumulata sulle sue armature. In questo modo viene spesa energia che si converte in energia immagazzinata dal condensatore e che potrà poi utilizzare in un secondo momento.
-IL PROCESSO DI CARICA
L'INTENSITà DI CORRENTEAll'inizio (t=0 che coincide con la chiusura dell'interruttore) la corrente è piu intensa, si raggiunge l'intensità di corrente massima, perchè il condensatore è scarico e riceve la carica con facilità.Man mano che il tempo passa, le cariche che già si trovano sulle armature del condensatore , tendono a respingere le cariche dello stesso segno che provengono dal generatore. Quindi il flusso di carica del circuito continua a rallentare fino a quando non si azzera. Possiamo considerare terminato il processo di carica dopo un tempo t=5 RC. Quindi la corrente decresce esponenzialmente.
LA CARICA All'inizio (t=0) la carica è pari a 0. Con il passare del tempo la carica che si trova sul condensatore aumenta fino a quando, passato un tempo t=5 RC, la carica raggiunge quasi il valore di carica massimo. Non lo raggiunge con esattezza perché la carica massima si può ottenere solo con un tempo tendente a più inifinito, che è un tempo considerevole rispetto al tempo che stiamo studiando. Quindi la carica cresce esponenzialmente.Il processo di carica , in assenza di resistenza, avverrebbe in tempi rapidissimi ma la presenza della resistenza ostacola e rallenta il processo.
-IL PROCESSO DI SCARICA
Per scaricare il condensatore, e quindi fare in modo che la carica presente sulle armature torni ad annullare, è necessario eliminare il generatore. LA CARICA Il condensatore che ha all'inizio tutta la carica massima acquistata prima, comincia a scaricarsi quando l'interruttore viene chiuso. Con il passare del tempo le cariche dell'armatura positiva tendono a spostarsi verso l'armatura negativa. La carica residua presente sulle armature del condensatore tende progressivamente a 0.
L'INTENSITà DI CORRENTEInizialmente, nel circuito vi è una corrente che è al massimo della propria intensità e che diventa più debole con il passare del tempo. La particolarità è che tale corrente scorre nel verso contrario rispetto al verso di percorrenza che aveva durante ilprocesso di carica.Quindi, sia la carica sia la corrente decrescono esponenzialmente in funzione del tempo.Analogamente al processo di carica, anche la fase di scarica può considerarsi approssimativamente completa dopo un tempo t=5 RC.Inoltre, come già detto per il processo di carica, il processo di scarica sarebbe stato molto più veloce senza la presenza della resistenza
Descrizione dell'esperienza in laboratorio
Considero un circuito costituito da un generatore di cui il + della batteria è collegato ad un amperometro che è collegato a sua volta alla resistenza da un interruttore. Quest'ultimo è collegato al meno della batteria. Inoltre, è presente un voltometro collegato in parallelo al condensatore. Utilizziamo il voltometro e un cronometro per calcolare la tensione ai capi del condensatore in funzione del tempo.
DATI R= 15 kΩ (rimane costante) ε= 10,01 V(rimane costante)
PROCESSO DI CARICA
Dopo aver chiuso il circuito, ad un tempo t=0, la tensione iniziale del generatore sarà pari a 10 V, mentre quella ai capi del condensatore sarà nulla. A mano a mano che passa il tempo, la carica arriva al condensatore, viene catturata da questo e inizia ad accumularsi. Con il passare del tempo, diventa sempre più difficile accumulare le cariche perchè sono di segno opposto. Quindi si arriverà ad un livello massimo della carica ai capi del condensatore. Intanto la corrente, dal suo valore massimo che è pari a V/R per la legge di Ohm, diminuisce sempre più fino a tendere a 0. Non si azzera completamente ma si costituisce un asintoto orizzontale visibile dal grafico. Quindi è possibile calcolare il valore dell'intesità della corrente dividendo la differenza tra la tensione iniziale del generatore e quella ai capi del condensatore alla resistenza.
Cosa è?
Il circuito RC è un circuito elettrico composto da una resistenza elettrica R e da un condensatore di capacità C.Lo scopo di un circuito RC è essenzialmente quello di regolare il processo di carica e scarica del condensatore collegato ad esso. Infatti, la corrente non può attraversare i condensatori perché le loro armature sono separate dal vuoto o da un materiale isolante. La corrente elettrica che arriva ad un condensatore viene accumulata sulle sue armature. In questo modo viene spesa energia che si converte in energia immagazzinata dal condensatore e che potrà poi utilizzare in un secondo momento.
Esperienza in laboratorio-Novembre
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IL CIRCUITO RC
Il processo di carica e scarica
06/10/18
IL CIRCUITO RC
Il circuito RC è un circuito elettrico composto da una resistenza elettrica R e da un condensatore di capacità C. Lo scopo di un circuito RC è essenzialmente quello di regolare il processo di carica e scarica del condensatore collegato ad esso. Infatti, la corrente non può attraversare i condensatori perché le loro armature sono separate dal vuoto o da un materiale isolante. La corrente elettrica che arriva ad un condensatore viene accumulata sulle sue armature. In questo modo viene spesa energia che si converte in energia immagazzinata dal condensatore e che potrà poi utilizzare in un secondo momento.
-IL PROCESSO DI CARICA
L'INTENSITà DI CORRENTEAll'inizio (t=0 che coincide con la chiusura dell'interruttore) la corrente è piu intensa, si raggiunge l'intensità di corrente massima, perchè il condensatore è scarico e riceve la carica con facilità.Man mano che il tempo passa, le cariche che già si trovano sulle armature del condensatore , tendono a respingere le cariche dello stesso segno che provengono dal generatore. Quindi il flusso di carica del circuito continua a rallentare fino a quando non si azzera. Possiamo considerare terminato il processo di carica dopo un tempo t=5 RC. Quindi la corrente decresce esponenzialmente.
LA CARICA All'inizio (t=0) la carica è pari a 0. Con il passare del tempo la carica che si trova sul condensatore aumenta fino a quando, passato un tempo t=5 RC, la carica raggiunge quasi il valore di carica massimo. Non lo raggiunge con esattezza perché la carica massima si può ottenere solo con un tempo tendente a più inifinito, che è un tempo considerevole rispetto al tempo che stiamo studiando. Quindi la carica cresce esponenzialmente.Il processo di carica , in assenza di resistenza, avverrebbe in tempi rapidissimi ma la presenza della resistenza ostacola e rallenta il processo.
-IL PROCESSO DI SCARICA
Per scaricare il condensatore, e quindi fare in modo che la carica presente sulle armature torni ad annullare, è necessario eliminare il generatore. LA CARICA Il condensatore che ha all'inizio tutta la carica massima acquistata prima, comincia a scaricarsi quando l'interruttore viene chiuso. Con il passare del tempo le cariche dell'armatura positiva tendono a spostarsi verso l'armatura negativa. La carica residua presente sulle armature del condensatore tende progressivamente a 0.
L'INTENSITà DI CORRENTEInizialmente, nel circuito vi è una corrente che è al massimo della propria intensità e che diventa più debole con il passare del tempo. La particolarità è che tale corrente scorre nel verso contrario rispetto al verso di percorrenza che aveva durante ilprocesso di carica.Quindi, sia la carica sia la corrente decrescono esponenzialmente in funzione del tempo.Analogamente al processo di carica, anche la fase di scarica può considerarsi approssimativamente completa dopo un tempo t=5 RC.Inoltre, come già detto per il processo di carica, il processo di scarica sarebbe stato molto più veloce senza la presenza della resistenza
Descrizione dell'esperienza in laboratorio
Considero un circuito costituito da un generatore di cui il + della batteria è collegato ad un amperometro che è collegato a sua volta alla resistenza da un interruttore. Quest'ultimo è collegato al meno della batteria. Inoltre, è presente un voltometro collegato in parallelo al condensatore. Utilizziamo il voltometro e un cronometro per calcolare la tensione ai capi del condensatore in funzione del tempo.
DATI R= 15 kΩ (rimane costante) ε= 10,01 V(rimane costante)
PROCESSO DI CARICA
Dopo aver chiuso il circuito, ad un tempo t=0, la tensione iniziale del generatore sarà pari a 10 V, mentre quella ai capi del condensatore sarà nulla. A mano a mano che passa il tempo, la carica arriva al condensatore, viene catturata da questo e inizia ad accumularsi. Con il passare del tempo, diventa sempre più difficile accumulare le cariche perchè sono di segno opposto. Quindi si arriverà ad un livello massimo della carica ai capi del condensatore. Intanto la corrente, dal suo valore massimo che è pari a V/R per la legge di Ohm, diminuisce sempre più fino a tendere a 0. Non si azzera completamente ma si costituisce un asintoto orizzontale visibile dal grafico. Quindi è possibile calcolare il valore dell'intesità della corrente dividendo la differenza tra la tensione iniziale del generatore e quella ai capi del condensatore alla resistenza.
Cosa è?
Il circuito RC è un circuito elettrico composto da una resistenza elettrica R e da un condensatore di capacità C.Lo scopo di un circuito RC è essenzialmente quello di regolare il processo di carica e scarica del condensatore collegato ad esso. Infatti, la corrente non può attraversare i condensatori perché le loro armature sono separate dal vuoto o da un materiale isolante. La corrente elettrica che arriva ad un condensatore viene accumulata sulle sue armature. In questo modo viene spesa energia che si converte in energia immagazzinata dal condensatore e che potrà poi utilizzare in un secondo momento.