Con capacitanza si intende la caratteristica in base alla quale un componente o un circuito è in grado di raccogliere e immagazzinare energia in forma di carica elettrica.
I condensatori sono dispositivi di varie dimensioni e forma, capaci di immagazzinare energia. Sono dotati di due superfici conduttrici (di solito, in metallo sottile) inserite all'interno di un isolante in ceramica, pellicola, vetro o altro materiale (anche aria).
L'isolante è detto anche dielettrico e aumenta la capacità di carica del condensatore. Talvolta, i condensatori vengono definiti anche come "indicatori capacitivi" nel settore automobilistico, marittimo e aeronautico.
Le superfici interne vengono collegate ai terminali esterni, spesso lunghi e sottili, simili a piccole antenne metalliche o gambe. È possibile inserire questi terminali all'interno di un circuito.
I condensatori e le batterie immagazzinano energia. Ma mentre le batterie rilasciano energia gradualmente i condensatori si scaricano rapidamente.
Esempio: Un condensatore collegato all'unità flash di una termocamera digitale acquisisce energia dalla batteria della termocamera e la rilascia tramite impulso quando viene attivato l'otturatore. A seconda della dimensione, è possibile che prima di utilizzare di nuovo il flash, il condensatore abbia bisogno di un paio di secondi per acquisire l'energia necessaria.
Un condensatore acquisisce energia (tensione) quando la corrente passa in un circuito elettrico. Entrambe le superfici sono caratterizzate dallo stesso livello di carica; non appena la superficie positiva acquisisce la carica, la stessa quantità di energia viene rilasciata dalla superficie negativa.
Quando il circuito viene disattivato, il condensatore conserva l'energia acquisita, anche se non mancano piccole perdite.
La capacitanza viene espressa come rapporto tra la carica elettrica dei conduttori e la differenza di potenziale (ad esempio, tensione) presente tra questi.
Il valore di capacitanza di un condensatore viene misurato in farad (F), un'unità di misura che prende il nome dal fisico inglese Michael Faraday (1791–1867).
Un farad rappresenta una capacitanza molto elevata. La maggior parte dei dispositivi domestici comprende condensatori che producono soltanto una porzione di farad, a volte un millesimo di farad (microfarad, µF) oppure un picofarad (un miliardesimo, pF).
I supercondensatori sono invece capaci di immagazzinare grosse quantità di energia elettrica (migliaia di farad).
È possibile aumentare la capacitanza quando:
- Le superfici del condensatore (conduttori) sono in posizione ravvicinata.
- Le superfici maggiori offrono più spazio.
- Il dielettrico è l'isolante migliore per l'applicazione.
Nei circuiti elettrici, i condensatori sono spesso usati per bloccare la corrente continua (DC) senza alterare il flusso di corrente alternata (AC).
Alcuni multimetri digitali comprendono una funzione di misura della capacitanza che permette ai tecnici di:
- Identificare un condensatore sconosciuto oppure senza etichetta.
- Rilevare i condensatori aperti o cortocircuitati.
- Misurare i condensatori in modo diretto e visualizzarne i valori.
Riferimento: Digital Multimeter Principles di Glen A. Mazur, American Technical Publishers.