RIGIDITA' DIELETTRICA

Per ogni corpo isolante esiste un massimo valore di campo elettrico che si può applicare, superato in quale si verifica una scarica elettrica che perfora l'isolante.  In definitiva per rigidità dielettrica si intende il massimo valore di campo elettrico che si può  applicare ad un isolante prima che scocchi l'arco elettrico.  L'unità di misura della rigidità dielettrica sarà il kV/cm.  Per l'aria la rigidità dielettrica è 24 kV/cm ciò vuol dire che se tra due corpi in aria superiamo la tensione di 24.000 V e i corpi distano meno di 1 cm si verifica la scintilla con distruzione dell'isolante.


 

IL CONDENSATORE

Il condensatore è costituito da due materiali conduttori separati da un isolante.  L'isolante può essere la carta, la mica oppure l'aria.
Il condensatore è in grado di accumulare e conservare le cariche elettriche, cioè esso resta carico anche quando noi stacchiamo la batteria.
Un circuito per caricare il condensatore e' il seguente:

Chiudendo lo switch lil condensatore C1 si caricherà con la stessa tensione di BAT1.
Se si apre lo switch, e si va a misurare con il tester il condensatore si vedra che esso conserva per un certo tempo la tensione V, del generatore.
Si definisce capacità e si indica con la lettera
C l'attitudine, cioè il fatto che un condensatore è in grado di conservare una carica elettrica tra le sue armature.  Per armatura si intende una delle due superfici metalliche che costituiscono il condensatore.
La capacità si misura in Farad, che si abbrevia F. Essendo il Farad molto grande si usano i sottomultipli:


 1 mF =  10-3 F    (millifarad)

mF 1 = 10-6 F    (microfarad)

 1 nF =   10-9 F   (nanofarad)

 1 pF =  10-12 F   (picofarad)
 

  La legge fondamentale dei condensatori è:

                                  Q = C V

tale relazione ci dice che la carica Q che si puo' immagazzinare in un condensatore è direttamente proporzionale alla capacita C ed alla tensione V.

Progettazione di un condensatore

 La formula per progettare un condensatore e la seguente:

                                          C  =   e S
                                          d

dove S è la superficie di una armatura, d è la distanza fra le armature, e  è la costante dielettrica dell'isolante, misurata in F/ m. In pratica la capacità di un condensatore è tanto più grande quanto maggiori sono le armature e quanto più piccola è la distanza fra le due armature.
Di solito al posto di
e si usa la costante dielettrica relativa, cioè quella riferita rispetto all'aria.
La costante dielettrica relativa er  è un numero puro senza unità di misura.
In definitiva la formula di progetto diventa:

                                     C =   eeS
                                                          d

Se si ha la necessità di utilizzare dei condensatori su un circuito di alta tensione e la tensione max della capacità a disposizione non è idonea si può ricorrere al collegamento in serie.
Infatti in tale collegamento la tensione Vab si distribuisce sui vari condensatori.
Es. si una tensione da filtrare di 1500V ma si hanno a disposizione cap da 600V, collegando tre cap in serie su ognuna di esse vi sarà una tensione di 500V ampiamente sotto specifica.

La capacità totale, vista dai morsetti A e B, è la somma delle tre capacità:

                     CT = C1+ C2+ C3

Se invece il problema non è la tensione ma la capacità con valore consistente da applicare ad es. all'uscita di un alimentatore ad alta corrente , si può ricorrere al collegamento parallelo.

La capacità totale è: CT     =                    1                          
                                               1          1            1  
                                              C1           C             C3