Lavoro per caricare un condensatore

robb12
Ciao a tutti!
Ho letto nel libro di fisica che il lavoro $W$ per caricare un condensatore è pari a $W=q^2/(2C)$ (con $C$ la capacità del condensatore)
e ci arriva da un ragionamento abbastanza semplice: si immagina di avere due lastre una di fronte all'altra e queste sono scariche. Se vogliamo fare di queste due lastre un condensatore dobbiamo effettuare una separazione di cariche. E così immaginiamo che per caricare il condensatore trasferiamo istante per istante una carica $dq$ da un'armatura all'altra così da avere alla fine sull'armatura su cui strasferiamo la carica una carica $+q$ e sull'altra una carica $-q$
Ora lui dice: Se in una fase intermedia del processo la differenza di potenziale tra le armature è una certa $V'$( in quanto è stata trasferita una carica $q'=CV'$ il lavoro per spostare l'ulteriore carica $dq'$ attraverso la differenza di potenziale $V'$ è data da
$dW=V'dq'=(q')/Cdq$ e attraverso una semplice integrazione arriva alla formula...
Ora mi chiedo...sbaglio o la differenza di potenziale in generale è uguale a $-W/q$?...quindi in realtà non dovremmo avere $dW=V'dq'$ ma $dW=-V'dq'$....perchè invece non mette il meno? Se spostassimo cariche negative sarebbe giusto ma invece dice che viene trasferita una carica $+q$ dalla prima armatura alla seconda...
Grazie

Risposte
Falco5x
Nel caso di elementi passivi o puramente reattivi si assume la convenzione degli utilizzatori, cioè la corrente si considera positiva entrante nel morsetto che sui assume a tensione positiva rispetto all'altro morsetto.
In tal caso quando una carica positiva dq entra sull'armatura positiva, il condensatore incrementa la sua energia immagazzinata. Dunque con questa convenzione si ha $dW=Vdq$. Infatti per conseguire questo incremento di carica si deve vincere la repulsione delle cariche presenti sull'armatura ovvero andare contro le forze di campo elettrostatico, e allora si deve fornire energia dall'esterno.

robb12
Mmmmm.....non mi è molto chiaro....cioè più che altro questa cosa viene spiegata prima di parlare della corrente....quindi spiegato prendendo in considerazione la corrente che ancora non ho affrontato non mi viene molto agevole :( Se ci riesci potresti spiegarmelo senza la corrente? In ogni caso ti ringrazio per la tua disponibilità! :-)

Falco5x
Dimentica tutto allora e considera solo questa domanda: se aggiungo carica positiva sull'armatura che è già positiva vado nello stesso verso o contro le forze elettrostatiche presenti sul condensatore? risposta: contro le forze. Allora per mettere la carica devo fornire energia dall'esterno, che viene così immagazzinata nel condensatore. Dunque fornendo dq positivo sull'armatura che è già positiva l'energia immagazzinata cresce. E allora è giusto dire $W=Vdq$.

robb12
Ah aspetta forse ho capito....quello che intendi dire è allora che il lavoro fornito dall'esterno è uguale in sostanza all'incremento di energia potenziale del sistema? (per sistema intendiamo anche, per semplicità, quello formato da due cariche positive, una che appartiene all'armatura del condensatore e l'altra è quella che sposto io)

Falco5x
"Robbyx":
Ah aspetta forse ho capito....quello che intendi dire è allora che il lavoro fornito dall'esterno è uguale in sostanza all'incremento di energia potenziale del sistema? (per sistema intendiamo anche, per semplicità, quello formato da due cariche positive, una che appartiene all'armatura del condensatore e l'altra è quella che sposto io)

Sì, l'enegia è quella fornita dall'esterno e va nel condensatore a incrementare la sua energia potenziale. Quando invece le cariche + fanno il cammino inverso e vanno verso l'armatura negativa a compensare le cariche -, il dW è negativo, il condensatore fornisce energia verso l'esterno e allora si scarica.

robb12
Perfetto ti ringrazissimo!! Sei un tesoro!

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