Condensatore

Uccio87
Ciao, come si calcola la distanza a cui sono poste due armature data la capacità e la superficie delle armature?
Es: un condensatore piano di capacità C=20pF è costituito da due armature di superficie A=400cm-quadrati [/pgn][/spoiler][/asvg]

Risposte
qwerty901
"Uccio87":
Ciao, come si calcola la distanza a cui sono poste due armature data la capacità e la superficie delle armature?
Es: un condensatore piano di capacità C=20pF è costituito da due armature di superficie A=400cm-quadrati [/pgn][/spoiler][/asvg]


Parlando di condensatore piano a facce parallele, c'è una formula (abbastanza famosa :lol: ), cioè:

$C =epsilon_o * epsilon_r * A /d$

$epsilon_o =$ costante dielettrica nel vuoto.
$epsilon_r =$ costante dielettrica relativa

hai tutto, ricavati $d$.
Ciao

Uccio87
"qwerty90":

Parlando di condensatore piano a facce parallele, c'è una formula (abbastanza famosa :lol: ), cioè:

$C =epsilon_o * epsilon_r * A /d$

$epsilon_o =$ costante dielettrica nel vuoto.
$epsilon_r =$ costante dielettrica relativa

hai tutto, ricavati $d$.
Ciao


$ d=(epsilon_o*epsilon_r*A)/C $ cioè: $ (8,85*10^-12 * epsilon_r * 400 cm^2)/(20*10^-12) $ qual'è l'unità di misura e non riesco a trovare la costante dielettrica relativa?

qwerty901
"Uccio87":
[quote="qwerty90"]
Parlando di condensatore piano a facce parallele, c'è una formula (abbastanza famosa :lol: ), cioè:

$C =epsilon_o * epsilon_r * A /d$

$epsilon_o =$ costante dielettrica nel vuoto.
$epsilon_r =$ costante dielettrica relativa

hai tutto, ricavati $d$.
Ciao


$ d=(epsilon_o*epsilon_r*A)/C $ cioè: $ (8,85*10^-12 * epsilon_r * 400 cm^2)/(20*10^-12) $ qual'è l'unità di misura e non riesco a trovare la costante dielettrica relativa?[/quote]

$epsilon_r = 1$ nell'aria.
d è in metri, quindi porta l'area in $m^2 $

Uccio87
"qwerty90":


$ d=(epsilon_o*epsilon_r*A)/C $ cioè: $ (8,85*10^-12 * epsilon_r * 400 cm^2)/(20*10^-12) $ qual'è l'unità di misura e non riesco a trovare la costante dielettrica relativa?


devo trasformare i cm^2 in m^2?

se non trasformo in m^2 risultato: 177m^2
se trasformo in m^2 risultato 0.0177

qwerty901
"Uccio87":
[quote="qwerty90"]

$ d=(epsilon_o*epsilon_r*A)/C $ cioè: $ (8,85*10^-12 * epsilon_r * 400 cm^2)/(20*10^-12) $ qual'è l'unità di misura e non riesco a trovare la costante dielettrica relativa?


devo trasformare i cm^2 in m^2?

se non trasformo in m^2 risultato: 177m^2
se trasformo in m^2 risultato 0.0177[/quote]

Scusa ma cosa fai?
Devi trasformare solo:
$400 cm^2 = 0,04 m^2$.

Uccio87
Grazie, sei gentilissimo!
ulteriore parte: la carica sulle armaturevale q= 3*10^-9 C. Quanto vale il campo elettrico fra le armature e quale lavoro è stato necessario compiere per caricare il condensatore?

per prima cosa mi devo trovare la differenza di potenziale: $ V=q/C $ poi così posso trovare il campo elettrico: $ E=V/d $ ho fatto bene? come faccio e cosa sarebbe il lavoro necessario compiere per caricare il condensatore?

qwerty901
"Uccio87":
Grazie, sei gentilissimo!
ulteriore parte: la carica sulle armaturevale q= 3*10^-9 C. Quanto vale il campo elettrico fra le armature e quale lavoro è stato necessario compiere per caricare il condensatore?

per prima cosa mi devo trovare la differenza di potenziale: $ V=q/C $ poi così posso trovare il campo elettrico: $ E=V/d $ ho fatto bene? come faccio e cosa sarebbe il lavoro necessario compiere per caricare il condensatore?


Si hai fatto bene. Ricordati che V in realtà è sempre una differenza $DeltaV$

Il lavoro è uguale a :
$ L = 1/2 * C* V^2$

Uccio87
Grazie!
Ultma parte: porre un elettrone fermo presso l'armatura negativa. Determinare la velocità con cui esso raggiunge l'armatura positiva ed il tempo impiegato a raggiungerla!

Pdirac
Per la velocità puoi imporre che tutta l'energia potenziale elettrica (che ti sei trovato prima) si trasformi in energia cinetica (comunque ti serve la massa dell'elettrone).
Per il tempo... non sono sicuro se si possa approssimare come costante la forza di coulomb tra le due armature per la definizione di condensatore, se sì devi solo impostare la legge oraria del moto considerando che posizione e velocità iniziale sono nulle e l'accelerazione è data per la prima legge della dinamica dal rapporto tra forza di coulomb e massa dell'elettrone. Sapendo che la forza di coulomb è data dal rapporto tra campo elettrico e distanza tra le armature risolvi rispetto al tempo. Se non puoi effettuare l'approssimazione di considerare la forza costante hai un accelerazione variabile e per risolverla dovresti impostarti una differenziale... ma non credo sia ciò che chiede il tuo esercizio.

PS:
Energia cinetica: $E_K = 1/2 m*v^2$
Legge oraria del moto: $d = s_0 + v_0t + 1/2 at^2$

Uccio87
"Pdirac":
Per la velocità puoi imporre che tutta l'energia potenziale elettrica (che ti sei trovato prima) si trasformi in energia cinetica (comunque ti serve la massa dell'elettrone).
Per il tempo... non sono sicuro se si possa approssimare come costante la forza di coulomb tra le due armature per la definizione di condensatore, se sì devi solo impostare la legge oraria del moto considerando che posizione e velocità iniziale sono nulle e l'accelerazione è data per la prima legge della dinamica dal rapporto tra forza di coulomb e massa dell'elettrone. Sapendo che la forza di coulomb è data dal rapporto tra campo elettrico e distanza tra le armature risolvi rispetto al tempo. Se non puoi effettuare l'approssimazione di considerare la forza costante hai un accelerazione variabile e per risolverla dovresti impostarti una differenziale... ma non credo sia ciò che chiede il tuo esercizio.

PS:
Energia cinetica: $E_K = 1/2 m*v^2$
Legge oraria del moto: $d = s_0 + v_0t + 1/2 at^2$

io la distanza tra le armature l'ho già calcolata! quindi faccio: $ v = sqrt(E/(m/2)) $ e poi? nella formula della legge oraria del moto c'è l'accellerazione? quindi devo calcolarmela per trovare il tempo?!

Grazie

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