Descrizione

Attraverso il generatore di Van Der Graaf e`possibile visualizzare il caricamento della bottiglia di Leida. All'interno di un circuito elettrico è possibile utilizzare la bottiglia di Leida come generatore di corrente all'interno di un circuito. Collegando un amperometro e`possibile osservare come l`erogazione di corrente non sia continua e, dopo un picco iniziale, diminuisca al passare del tempo fino alla scarica del condensatore. Ovviamente la differenza di potenziale sara` visualizzabile grazie al collegamento di un voltmetro. Obiettivo dell'esperienza sara` appunto quello di visualizzare la differenza di potenziale crescere nell'unita` di tempo man mano che il condensatore carica.

Procedimento

E` consigliato procedere nella seguente maniera: Avvicinare la bottiglia di Leida (scarica) al Generatore di Van Der Graaf (spento) senza farli toccare. Collegare i due poli della pila al voltmetro. Collegare il generatore alla rete elettrica e accendere il macchinario. Regolare la distanza tra il generatore e il condensatore (possibilmente con guanti isolanti) fino al momento in cui non si odi lo schiocco fatto dal passaggio delle cariche e dalla rottura del dielettrico (aria). Osservare dopo pochi secondi l'accumularsi delle cariche visualizzate sul voltmetro. Terminato l'esperimento collegare il condensatore alla messa a terra, avendo cura di non toccare in nessun modo i poli. N.B. Per un effetto piu` spettacolare e visualizzare le scintille durante la scarica del condensatore avvicinare il cavo collegato ad uno dei due poli ad una Gabbia di Faraday limitrofa e osservare la rottura del dielettrico (aria) con conseguente scintilla molto luminosa.

P.S. ricordarsi di scaricare la gabbia di faraday collegandola alla messa a terra.

Descrizione

Carica e scarica del condensatore

Consideriamo dal punto di vista temporale il processo di carica di un condensatore. La carica elettrica che si crea sulle armature quando si sottopone un condensatore a una d.d.p., non raggiunge istantaneamente il suo valore massimo Q = CΔV. Questo avviene perché man mano che la carica si accumula sull’armatura, aumenta la forza di repulsione tra le cariche e perciò aumenta il lavoro necess ario al generatore per accumulare altre cariche. La legge che esprime il valore della carica in funzione del tempo q(t), in cui Q indica il valore finale della carica,R la resistenza elettrica del circuito con il quale il condensatore si carica e C la capacità del condensatore .Pertanto, il grafico relativo alla legge sarà di tipo esponenziale.La rapidità con cui la carica del condensatore aumenta dipende dal prodotto R*C, che rappresenta la costante di tempo τ. Dopo un tempo t=RC, il condensatore raggiungerà il 63% della carica totale Q, dopo t=2RC l’86%, dopo t=3RCil 95% e dopo t=4RC il 98%.