Elettrostatica - condensatore
Condensatore
La capacità

Un aspetto interessante e importante per il funzionamento dei condensatori è che la distribuzione di carica sulla superficie di un conduttore carico isolato, cioè lontano da altri corpi sorgenti di campi elettrici, non dipende dalla quantità di carica su di esso. Infatti, se la carica del conduttore viene portata dal valore q al valore Q = mq, anche la densità di carica (carica per unità di superficie) varierà dello stesso fattore e così il potenziale che risulterà anch'esso moltiplicato per m, data la sua proporzionalità con la carica. Ne segue allora che il rapporto q/V tra la carica q e il potenziale V di un conduttore isolato non cambia al variare della sua carica e a tale rapporto, una costante caratteristica del conduttore considerato, si dà il nome di capacità. Essa dipende solamente dalla forma e dalle dimensioni del conduttore (in generale è proporzionale a una dimensione caratteristica del conduttore) e dal mezzo che lo circonda (il vuoto, l'aria o una qualsiasi altra sostanza isolante).

Per esempio si dimostra che la capacità di una sfera si raggio R circondata dal vuoto (con costante dielettrica e0 = 8,856x10-12 C2/(Nm2) in unità del Sistema Internazionale) è pari a C = 4pe0R. La capacità C = q/V ha per unità di misura SI il farad, simbolo F, in onore del fisico inglese M. Faraday (1791 1867) e il termine deriva dal fatto che essa misura la “capacità” (come se si trattasse di un recipiente per liquidi) di un corpo di accumulare cariche elettriche. Generalmente del farad si usano però i sottomultipli visto che si tratta di un'unità di misura troppo grande nei problemi pratici: infatti per ottenere una capacità di 1 F con una sfera conduttrice immersa nel vuoto sulla cui superficie vi sia un potenziale di 1 volt risulterebbe R = 9x109 metri, ovvero R = 9000000 km, ben oltre il raggio della Terra che è di “soli” 6300 km!

Se si avvicina a un conduttore carico A un altro corpo B caricato con segno opposto, il potenziale di A cala in valore assoluto, ma la sua carica resta inalterata. Ciò ha come conseguenza l'aumento della capacità C del corpo A (essendo q = CV) ed è su questo principio che funzionano i condensatori, cioè quegli oggetti costituiti da due conduttori (armature) disposti uno di fronte all'altro e caricati con cariche di segno opposto.