I circuiti oscillanti (che utilizziamo nell'orologio che portiamo al polso, nella Radio, nella TV e in tantissimi altri campi.

I  CIRCUITI  OSCILLANTI

 

Esistono delle analogie fra un oscillatore meccanico (es. un pendolo privo di attriti), ed un condensatore che verrà scaricato su una bobina di resistenza nulla e induttanza L.

Supponiamo che il condensatore sia (inizialmente) carico ad una tensione V_o = Q / C. Se chiudiamo il tasto ' t ' il condensatore dovrebbe scaricarsi  istantaneamente,  ma  a causa dell'autoinduzione la corrente viene addirittura  bloccata  e raggiunge il valore massimo  nell'istante  in cui il condensatore risulta scarico.

Ora la corrente dovrebbe diminuire ma l'autoinduzione la mantiene nello stesso verso, a  spese  dell'energia magnetica per cui il condensatore viene caricato con segno opposto a quello iniziale. Si assiste ad uno scambio alterno di energia (da elettrostatica : C_*V_o²  /  2,  a  magnetica  :  L_*i²  /  2 .

Studiando il fenomeno dell'autoinduzione abbiamo detto che l'induttanza L ha un comportamento di tipo inerziale nei confronti delle variazioni di corrente ed è grazie a questo tipo di inerzia elettromagnetica che il condensatore viene caricato di segno opposto dopo ogni scarica, permettendo alla corrente di oscillare.

La resistenza meccanica fa cessare le oscillazioni del pendolo e la resistenza elettrica quelle della corrente.

Nel generico istante la legge di Ohm  assume  la  forma  :  - q / C - L_*di / dt = R_*i .    (R = 0 è il caso ideale).

Mentre la frequenza di oscillazione di un pendolo, dipende dalla sua lunghezza (e dall'accelerazione di gravità), quella della corrente oscillante dipende dai valori dell'induttanza L  e dalla capacità C,  secondo la relazione :

 

Quindi se si vogliono ottenere frequenze elevate bisogna usare valori di  L  e  di  C  molto  piccoli.

Per realizzare valori molto piccoli di L si diminuisce il numero di spire fino a ridurle ad una sola  e addirittura  a  raddrizzarla  fino a farla diventare un filo rettilineo.

 Contemporaneamente  si  riduce  la  capacità  del condensatore, diminuendo la superficie delle armature  fino  a  ridurle  alle due stesse metà dei fili che formano anche l'induttanza (cicuito oscillante APERTO) ed il circuito è detto DIPOLO.

La corrente non avrà più la stessa  intensità  in  tutte  le sezioni, perché assume il valore massimo in quella centrale (nel momento in cui il condensatore è scarico) ed è nulla agli estremi  (oltre i quali gli elettroni non possono andare).

Si suole dire che agli estremi del dipolo si hanno due nodi di corrente.La sezione centrale viene attraversata alternativamente da una carica pari a quella di ciascuna metà del dipolo, mentre ogni altra sezione viene attraversata da una carica minore.

L'energia elettromagnetica non rimane localizzata nel circuito ma si irradia nello spazio circostante.

Si potrà verificare che se la resistenza elettrica  R  è maggiore della resistenza critica  R_c,  la corrente  non è più oscillante ....

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