Sfasamento
Ciao, vorrei sapere per quale motivo fisico esiste lo sfasamento tra tensione e corrente in un condensatore o in un induttore in ca. Pensavo ad una sorta di inerzia tra il campo elettrico e il flusso di elettroni o qualcosa di simile. Qualcuno di voi sà perchè esiste questo fenomeno?[?]
Risposte
Grazie infinito sei stato chiarissimo.
Si, ma forse funakoshi voleva anche "vedere" il perché.
Spero di aiutarlo aggiungendo una motivazione "ad occhio".
Nei circuiti “ohmici” una tensione alternata V produce una corrente a lei proporzionale
Se invece nel circuito è inserito in serie un condensatore, si ha che la corrente non può “passare”, e la carica si “accumula” sull’armatura (una carica Q su una armatura ed una carica –Q sull’altra), e questa carica genera una forza elettromotrice che si aggiunge a V.
Quindi se si inzia con V=0 e il condensatore scarico si avrà una forza elettromotrice totale inizialmente minore di V (la carica Q ostacola l’arrivo di altre cariche). Mentre V aumenta anche Q aumenta, se poi V si stabilizza anche q si stabilizza, ma (ovviamente) quando la tensione totale è zero (altrimenti si avrebbe ancora un passaggio di cariche). A questo punto se V diminuisce, ma rimanendo concorde con quella iniziale (come nel caso delle tensioni alternate), si ha che la tensione totale sarà opposta a V: in pratica la tensione inverte la polarità pi/2 radianti prima di V. analogamente coi successivi periodi: la tensione aggiuntiva del condensatore fa anticipare il tutto di pi/2 radianti (o ritardare di 3pi/2).
Per le induttanze invece si ha un effetto opposto: si sa che se il flusso del campo magnetico concatenato ad un circuito varia, questo induce una forza elettromotrice che “si oppone” alla variazione. Quindi quando una induttanza è attraversata da una corrente si ha che le variazioni di corrente inducono una forza elettromotrice che fa “ritardare” la variazione.
Addirittura credo che nei superconduttori la forza elettromotrice indotta dovrebbe essere tale da non far passare corrente nel circuito.
Spero di essere stato comprensibile, anche se so bene di non essere stato formalmente corretto.
Spero di aiutarlo aggiungendo una motivazione "ad occhio".
Nei circuiti “ohmici” una tensione alternata V produce una corrente a lei proporzionale
Se invece nel circuito è inserito in serie un condensatore, si ha che la corrente non può “passare”, e la carica si “accumula” sull’armatura (una carica Q su una armatura ed una carica –Q sull’altra), e questa carica genera una forza elettromotrice che si aggiunge a V.
Quindi se si inzia con V=0 e il condensatore scarico si avrà una forza elettromotrice totale inizialmente minore di V (la carica Q ostacola l’arrivo di altre cariche). Mentre V aumenta anche Q aumenta, se poi V si stabilizza anche q si stabilizza, ma (ovviamente) quando la tensione totale è zero (altrimenti si avrebbe ancora un passaggio di cariche). A questo punto se V diminuisce, ma rimanendo concorde con quella iniziale (come nel caso delle tensioni alternate), si ha che la tensione totale sarà opposta a V: in pratica la tensione inverte la polarità pi/2 radianti prima di V. analogamente coi successivi periodi: la tensione aggiuntiva del condensatore fa anticipare il tutto di pi/2 radianti (o ritardare di 3pi/2).
Per le induttanze invece si ha un effetto opposto: si sa che se il flusso del campo magnetico concatenato ad un circuito varia, questo induce una forza elettromotrice che “si oppone” alla variazione. Quindi quando una induttanza è attraversata da una corrente si ha che le variazioni di corrente inducono una forza elettromotrice che fa “ritardare” la variazione.
Addirittura credo che nei superconduttori la forza elettromotrice indotta dovrebbe essere tale da non far passare corrente nel circuito.
Spero di essere stato comprensibile, anche se so bene di non essere stato formalmente corretto.
Scusami, hai ragione Angela4. Io avevo pensato allo sfasamento fra la tensione applicata istantaneamente dal generatore e quella che effettivamente cade sul condensatore...
Beh in realtà la componente resistiva non c'entra nulla.
Un induttore _ideale_ cioè con resistenza _nulla_, presenta
una caratteristica tensione-corrente del tipo v(t)=L*di(t)/dt,
in maniera analoga, un condensatore _ideale_ presenta una
caratteristica del tipo i(t)=C*dv(t)/dt.
Considerando una tensione sinusoidale del tipo V*sen(wt), si vede
ad esempio che per il condensatore la corrente vale VC*w*cos(wt).
In altre parole, la corrente del condensatore è in anticipo di 90°
sulla tensione (con la convenzione di segno dell'utilizzatore).
Alla stessa maniera, considerando una corrente del tipo I*sen(wt),
la tensione sull'induttore vale LI*w*cos(wt), cioè la tensione anticipa la corrente di 90°.
La grandezza wL si chiama reattanza induttiva, wC è detta suscettanza capacitiva.
Quanto scritto sopra vale solo per campi lentamente variabili nel
tempo, cioè quando le dimensioni lineari dei componenti sono trascurabili rispetto alla lunghezza d'onda dei segnali in gioco.
Ciao
Un induttore _ideale_ cioè con resistenza _nulla_, presenta
una caratteristica tensione-corrente del tipo v(t)=L*di(t)/dt,
in maniera analoga, un condensatore _ideale_ presenta una
caratteristica del tipo i(t)=C*dv(t)/dt.
Considerando una tensione sinusoidale del tipo V*sen(wt), si vede
ad esempio che per il condensatore la corrente vale VC*w*cos(wt).
In altre parole, la corrente del condensatore è in anticipo di 90°
sulla tensione (con la convenzione di segno dell'utilizzatore).
Alla stessa maniera, considerando una corrente del tipo I*sen(wt),
la tensione sull'induttore vale LI*w*cos(wt), cioè la tensione anticipa la corrente di 90°.
La grandezza wL si chiama reattanza induttiva, wC è detta suscettanza capacitiva.
Quanto scritto sopra vale solo per campi lentamente variabili nel
tempo, cioè quando le dimensioni lineari dei componenti sono trascurabili rispetto alla lunghezza d'onda dei segnali in gioco.
Ciao
Perche' la corrente che entra a caricare o scaricare un condensatore passa attraverso una resistenza e quindi cede parte della sua energia al reticolo della resistenza (non mi chiedere la spiegazione quantistica perche' nn la so'). Se si riuscisse a creare un condensatore su un circuito a super-conduttori in teoria si caricherebbe istantaneamente (o meglio con una velocita' paragonabile con quella di propagazione del campo elettrico).
PS: Penso che comunque si sia effettivamente riusciti a creare condensatori su circuiti a super-conduttori...
PS: Penso che comunque si sia effettivamente riusciti a creare condensatori su circuiti a super-conduttori...
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