Un condensatore di capacità C1 = 25 μF
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Un condensatore di capacità C1 = 25 μF è sottoposto ad una differenza di potenziale ΔV = 12,0V. Una volta carico è collegato in parallelo con un condensatore di capacità C2 = 35 μF inizialmente scarico. Trova:
a) l’energia inizialmente accumulata nel primo condensatore;
b) la tensione ai capi dei due condensatori dopo il collegamento;
c) la carica che si accumula nel secondo condensatore dopo il collegamento;
d) l’energia accumulata nei due condensatori dopo il collegamento;
È verificata la conservazione dell’energia?
Introduzione all’Argomento:
L’elettrostatica è una disciplina che studia le cariche elettriche statiche (hanno grandezza e posizione invariabili nel tempo), generatrici del campo elettrico. Quest’ultimo è una grandezza vettoriale generata da una carica Q nello spazio. In particolare, esso si definisce come rapporto tra la forza di Coulomb esercitata da una carica Q su una carica di prova q e la carica q stessa. Si tratta di un argomento fondamentale nello studio della fisica, in quanto, insieme a quello magnetico, costituisce il campo elettromagnetico, responsabile dei fenomeni di interazione elettromagnetica. Introdotto da Michael Faraday per spiegare l’interazione tra due cariche poste ad una certa distanza, il campo elettrico si propaga alla stessa velocità della luce e, nel Sistema Internazionale, si misura in N/C (Newton / Coulomb).
Analisi dell’Esercizio:
Questo esercizio di elettrostatica è alquanto articolato: vi è un condensatore di capacità C1 = 25 μF sottoposto a una differenza di potenziale e collegato in parallelo a un altro condensatore. Per risolvere il quesito è necessario conoscere perfettamente tutte le relazioni che legano carica elettrica, energia accumulata, tensione e capacità, oltre che a sapere come si comportano queste grandezze all’interno di un circuito di condensatori in parallelo. Accertati di sapere tutto questo, il problema diventa una semplice applicazione di formule.