Caricamento condensatore con generatore

[axpgn]

Naturalmente, se i condensatori vengono attaccati ai generatori, che non si sa cosa sono, c'è qualche problema...

Eh, direi …
Ho visto l'impostazione dell'Halliday e in effetti l'ordine è quello però dubito che abbia fatto riferimento ai generatori prima dei capitoli successivi (a occhio non ho trovato tracce); forse il prof si aspetta che gli studenti sappiano cosa siano (almeno a livello generale) dalle superiori …
Comunque di "potenziale" e annessi e connessi ne parla abbondantemente prima …

[nico97it]

Ho provato a ragionarci e a confrontarmi con vari libri di testo, anche se non mi hanno dato la spiegazione che cerco. Provo a esporvi il ragionamento per vedere se è corretto ed ho capito bene.

Partiamo da un condensatore scarico le cui armature vengono collegate, mediante un filo conduttore, ad una batteria avente una d.d.p di 12V tra i due poli.



Si viene a creare un circuito chiuso che permette agli elettroni di uscire dal polo negativo della batteria per andare al polo positivo sempre della batteria. L'armatura collegata al polo negativo della batteria si caricherà negativamente per via degli elettroni che la raggiungono. L'altra armatura, per induzione, si caricherà positivamente liberando elettroni che attraverso il filo conduttore raggiungeranno il polo positivo della batteria.
Il processo continua fino a quando il condensatore, avente inizialmente tra le armature d.d.p = 0, raggiungerà la stessa d.d.p della batteria e si sarà caricato.
E' giusto il ragionamento?
Siccome sono gli elettroni che caricano le armature, si caricherà sempre prima l'armatura negativa rispetto a quella positiva?
Il fatto che "le cariche del condensatore si trovino ad un potenziale più alto" continuo a non capirlo. Sì, da una d.d.p=0 si passa a una d.d.p=batteria ma è una d.d.p e non un potenziale. Inoltre per "cariche del condensatore" che cosa si intende, dato che ho un armatura con cariche negative e una con cariche positive? Per caso il potenziale dell'armatura negativa è uguale al potenziale del polo negativo della batteria e il potenziale dell'armatura positiva è uguale al potenziale del polo positivo della batteria? Quindi si avrebbe che le cariche (negative) dell'armatura negativa, che è collegata al polo negativo della batteria avente un potenziale standard di riduzione inferiore a quello del polo positivo, si trovano ad un potenziale più basso delle cariche (positive) sull'armatura positiva, dato che quest'ultima è collegata al polo positivo avente un potenziale standard di riduzione maggiore. Quindi in questo modo riesco a spiegarmi i famosi dislivelli di acqua e la pompa. La pompa (la batteria) pompa acqua ("potenziale") fino a quando le due bacinelle(armature) raggiungono due livelli (i due potenziali). La differenza tra i due livelli di acqua delle due bacinelle è la d.d.p .
Spero riusciate a darmi conferma che sia tutto giusto, ci sto investendo tanto tempo per cercare di capire.

[nico97it]

Ammesso che il ragionamento che ho fatto sia corretto. Dato che non abbiamo ancora trattato la corrente elettrica e quindi il flusso di elettroni. Questa situazione si può INTERPRETARE anche come un flusso di cariche positive, che però andranno nel verso opposto? Quindi avrò prima l'armatura carica positivamente che per induzione carica negativamente l'altra armatura?
Quindi nel caso del flusso di elettroni (cariche negative), si muovono dal potenziale più basso (polo negativo) a quello più alto (polo positivo).
Nel caso di flusso di cariche positive, si muovono dal potenziale più alto (polo positivo) a quello più basso (polo negativo).
Il tutto tornerebbe anche se in realtà sono gli elettroni che si muovono.

[axpgn]

Premesso che mgrau ti spiegherà tutto (e non solo lui … ), dico un paio di cose …
Se d.d.p. significa "differenza di potenziale" mi sembra ovvio che tra i due punti il potenziale sia diverso, no?
Non è un circuito chiuso perché le cariche non passano da un'armatura all'altra.
Le due armature si caricano pressoché allo stesso modo, non c'è una "prima" e una "dopo".
È vero che sono gli elettroni che si muovono ma per convenzione si considera che siano le cariche positive che si "spostano" dal polo positivo a quello negativo.

[nico97it]

Il fatto che d.d.p implichi che i potenziali sono diversi lo so. Quello che non trovo da nessuna parte è quanto vale il potenziale delle singole armature. Penso che siano i potenziali dei rispettivi poli della batteria ma voglio averne la conferma. Come può non essere un circuito chiuso? La corrente passa finché il condensatore non si carica completamente. Il fatto che nel processo di carica delle armature non ci sia un prima e un dopo non lo capisco, gli elettroni partono per forza dal polo negativo, è una cella elettrochimica. Comunque, tralasciando le sottigliezze, il ragionamento e le cose che ho scritto sono corrette?

[mgrau]

Ho provato a ragionarci e a confrontarmi con vari libri di testo, anche se non mi hanno dato la spiegazione che cerco. Provo a esporvi il ragionamento per vedere se è corretto ed ho capito bene.

Partiamo da un condensatore scarico le cui armature vengono collegate, mediante un filo conduttore, ad una batteria avente una d.d.p di 12V tra i due poli.

Si viene a creare un circuito chiuso non è chiuso; infatti la corrente passa solo nel transitorio che permette agli elettroni di uscire dal polo negativo della batteria per andare al polo positivo sempre della batteria. Ma no, gli elettroni non "escono" dalla batteria, che non è una fonte di elettroni; la batteria li succhia da una parte (il polo positivo) e li spinge dall'altra L'armatura collegata al polo negativo della batteria si caricherà negativamente per via degli elettroni che la raggiungono. L'altra armatura, per induzione, si caricherà positivamente l'induzione non c'entra. Semplicemente, se togli un elettrone da una armatura, questo andrà a finire sull'altra (o, se non proprio lui, un suo gemello) liberando elettroni che attraverso il filo conduttore raggiungeranno il polo positivo della batteria.
Il processo continua fino a quando il condensatore, avente inizialmente tra le armature d.d.p = 0, raggiungerà la stessa d.d.p della batteria e si sarà caricato.
E' giusto il ragionamento? L'ultima frase sì
Siccome sono gli elettroni che caricano le armature, si caricherà sempre prima l'armatura negativa rispetto a quella positiva? Ma no! Se hai due stanza comunicanti, con 10 persone in ogni stanza, non appena una persona passa da una stanza all'altra, in una ce ne sono 9 e nell'altra 11, ma non sono due fatti diversi
Il fatto che "le cariche del condensatore si trovino ad un potenziale più alto" continuo a non capirlo. Una armatura è a potenziale più alto dell'altra.
Inoltre per "cariche del condensatore" che cosa si intende, dato che ho un armatura con cariche negative e una con cariche positive? Una carica positiva su una armatura, e la stessa, negativa, sull'altra
Per caso il potenziale dell'armatura negativa è uguale al potenziale del polo negativo della batteria e il potenziale dell'armatura positiva è uguale al potenziale del polo positivo della batteria? Quindi si avrebbe che le cariche (negative) dell'armatura negativa, che è collegata al polo negativo della batteria avente un potenziale standard di riduzione inferiore a quello del polo positivo, si trovano ad un potenziale più basso delle cariche (positive) sull'armatura positiva, dato che quest'ultima è collegata al polo positivo avente un potenziale standard di riduzione maggiore. Sì. Anche se non capisco cosa intendi quando dici "di riduzione". Pensi al meccanismo delle pile? Ma il funzionamento dello specifico generatore qui non conta

[axpgn]

Ti rispondo in modo "informale" (son cose di molti anni fa, per me … ) in attesa di interventi più precisi …
Quando si parla di "energia potenziale" non conta (quasi) mai quale sia il valore del potenziale in un punto (e neppure si conosce il suo valore) mentre quello che conta è la differenza tra il potenziale del punto in questione e gli altri.
Il fatto che circola "transitoriamente" corrente NON significa che il circuito sia chiuso, son concetti che vedrai meglio poi ...
Alla fine del transitorio, un'armatura avrà lo stesso potenziale del polo positivo della batteria e l'altra quello del polo negativo; se così non fosse continuerebbe a fluire corrente da un polo della batteria all'armatura (proprio perché continuerebbe ad esistere un "dislivello" come per i due bacini d'acqua).
Con "prima" e "dopo" intendevo dire che non c'è un'armatura che si carica "prima" e una che si carica "dopo", il campo elettrico cambia continuamente e praticamente istantaneamente man mano che gli elettroni spostano.

EDIT: come previsto, mentre scrivevo è arrivato mgrau

[mgrau]

Quello che non trovo da nessuna parte è quanto vale il potenziale delle singole armature. I potenziali assoluti delle armature possono essere qualsiasi cosa. Per esempio, se colleghi una armatura ad una sfera a 100.000V, a fai lo stesso con l'altra (con un'altra palla) il potenziale di entrambe le armature cresce di 100.000V, ma la loro differenza resta la stessa.
Come può non essere un circuito chiuso? La corrente passa finché il condensatore non si carica completamente.
Chiuso vuol dire che puoi compiere un percorso che torna allo stesso punto. Qui no, le armature sono separate
Il fatto che nel processo di carica delle armature non ci sia un prima e un dopo non lo capisco, gli elettroni partono per forza dal polo negativo, è una cella elettrochimica. Mica detto. Ci sono generatori di tanti tipi. E comunque anche una pila non produce elettroni, li sposta e basta

[mgrau]

EDIT: come previsto, mentre scrivevo è arrivato mgrau

Sai, sono in pensione...

[nico97it]

Allora non ci ho capito niente. Non so proprio dove andare a studiare, i libri (almeno quelli che ho potuto consultare in biblioteca quali Halliday e "Introduction to PHYSICS" di Cutnell) sono troppo approssimativi. Per il fatto che gli elettroni escano dal polo negativo è perché si tratta di una pila di Daniell no? Se è così non capisco perché viene detto che una pila non produce elettroni. Come no? Vengono ceduti dalla specie che si ossida nell'anodo e ceduti ala specie che si riduce nel catodo, quindi gli elettroni vanno da anodo al catodo. Perché qui sia diverso non lo capisco. Ormai sto facendo più confusione. Se avete consigli sono ben accetti.