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Titolo: tensione e quantità di carica

la tensione elettrica viene definita come la quantità di energia per
unità di carica, o meglio dati due punti di un circuito elettrico la
tensione è la differenza di energia specifica, cioè per unità di
carica, tra i due punti considerati. Quindi 100V potrebbero essere dati
da un gruppo di cariche da 10 Coulomb che hanno una energia di 100J,
oppure anche da 1 Coulumb che ha una energia di 100J. Facendo un
esempio numerico, se consideriamo un generatore di tensione da 100V a
cui sono collegati 2 fili lunghi 1 m e di sezione 1,5mmq come si fa a
calcolare il numero di cariche per ciascun filo? Potrebbero essere
poche e molto energetiche oppure molto ma poco energetiche e penso che
a seconda del numero cambi anche la corrente iniziale (di tipo
capacitivo) che scorre nei fili quando si collegano al generatore e che
serve per riempire i fili stessi. Insomma, bel rompicapo!

nanofuc ha scritto:

Scusa, ma dov'e' il rompicapo?
La capacita' dei due fili dipende solo da dati geometrici.
Poniamo che sia 10 pF.
La d.d.p. l'hai fissata tu, e dipende dalla f.e.m. del generatore (i
generatori hanno appunto la peculiarita' di _imporre_ la d.d.p. ai
loro capi, idealmente anche in presenza di corrente)
Ne segue che la carica e' 1 nC.
Non puoi avere una carica diversa, e l'energia "specifica" e' quella
che hai detto.
Non vedo il problema.
 
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Elio Fabri
Dip. di Fisica - Univ. di Pisa
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 Non vedo il problema.
a livello molecolare da che cosa è ostacolata la capacità? Perché un
filo di rame di grandezza definita risce a tenere fino ad certo tot di
cariche ed oltre non ce la fa? Da che cosa è rappresentato questo
limite? L'unico modo per aumentare la capacità è proprio quello di
aumentare la sezione del filo o ridurre la distanza con il filo di
ritorno.


perche deve esserci qualcosa di "molecolare"?
tu hai un conduttore che ha l'interessante proprietà di imporre che il
potenziale sulla sua superfice sia costante (cosa  vuol dire?
semplicemente che spostare una carica sulla sua superfice non costa
lavoro...  cosi' e' piu' facile).
diciamo che ne hai due di conduttori..
poi hai un'altra cosa "il campo elettrico"..  che ha una curiosa
proprietà..  e' conservativo...  vuol dire che il lavoro che devo fare
per spostare una carica da un punto all'altro e' indipendente dal
percorso ma solo dal punto di partenza e dal punto di arrivo (nota bene
che  solo sotto questa ipotesi puoi definire il potenziale...)
poi hai un'altra bellissima proprietà sempre del campo elettrico..  e'
lineare. vuol dire che se raddoppi la carica (che e' la sorgente del
campo) senza modificarne la distribuzione raddoppia l'intensità del
campo ma non ne varia la "forma".
a questo punto definisci la "capacità" come rapporto fra carica nei
conduttori e differenza di potenziale fra essi.
cosa e' esattamente...
se prondi una carica unitaria da un conduttore e la porti su un altro
conduttore cosa succede...  per la linearità e per la costanza del
potenziale sul conduttore il campo cambia solo in intensità in modo
proporzionale alla carica.. e anche la differenza di potenziale cambia
in modo proprzionale...  fidati e' cosi'...
divido la variazione di ddp per la quantità dicarica che ho spostato e
ottengo la capacità..
come vedi l'unica cosa che conta e' la "geometria" del conduttore che a
sua volta impone la "geomentria" del campo elettrico che a sua volta ci
dice quanto lavoro dobbiamo fare per andare da un conduttore all'altro
spostando una carica.

 ridurre la distanza con il filo di ritorno.
Si', per una linea bifilare la capacita' per unita' di lunghezza e'
(appross.) inversamente proporzionale a ln(d/r), dove d e' la distanza
tra i centri dei fili e r il loro raggio.
Come vedi, si tratta solo di geometria...


nanofuc wrote:
 > a livello molecolare da che cosa è ostacolata la capacità?
Da nulla, come ti ha detto Elio.
 > Perché un
 > filo di rame di grandezza definita risce a tenere fino ad certo tot di
 > cariche ed oltre non ce la fa? Da che cosa è rappresentato questo
 > limite?
La versione semplice e` che la quantita` di carica su una capacita` e` 
pari a Q=C*V. C e` data dalla geometria: se vuoi mettere piu` cariche in 
una capacita` basta aumentare la tensione. La versione difficile e` che 
probabilmente hai avuto l'analogia di capacita` come contenitore di 
cariche (=liquido), che a un certo punto si riempie. Nel caso delle 
capacita` non funziona in quel modo, non ci sono quasi limiti a quanta 
carica puoi far entrare sulle armature.
Ho fatto i conti per un condensatore con dielettrico di un qualche 
polimero di spessore di 0.1 mm e armature di alluminio di spessore 0.1 
mm: se non ho sbagliato i conti, quando lo carichi a 1000V (che e` tanto 
per quel dielettrico), c'e`, come ordine di grandezza, un elettrone 
extra accumulato sull'armatura negativa per ogni 10 milioni di elettroni 
di conduzione dell'armatura stessa.
Ci sono dei limiti a quanta carica si puo` far entrare in una capacita`, 
ma questi sono dovuti al campo che c'e` fuori delle armature, campo che 
ha comunque un limite massimo. Ma non si ha un ingolfamento di cariche 
nell'armatura :-)
-- 
Franco
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