I circuiti RC

Si definisce circuito RC quel particolare tipo di circuito in cui sono collegati una resistenza e un condensatore. La differenza principale rispetto a dei semplici circuiti a corrente continua in cui sono presenti o delle resistenze (collegate tra loro in vari modi) o dei condensatori, consiste nel fatto che in questo caso la corrente è variabile nel tempo, e quindi sia il processo di carica che quello di scarica, non sono istantanei. Per processo di carica/scarica si intendono due tipi di operazioni per cui grazie al passaggio di corrente le armature del condensatore si caricano (o scaricano).

Ecco ora un semplice esempio di circuito RC:

Una resistenza (=R) e un condensatore elettrolitico (=C) sono collegati in serie con un generatore di forza elettromotrice (=f e.m.). Inoltre sono presenti altri due strumenti: un amperometro (=A), in serie con la resistenza, per misurare l'intensità della corrente passante nel circuito (sarà dell'ordine di pochi µF), e un voltmetro collegato in parallelo con il condensatore per rilevare la differenza di potenziale tra le armature del condensatore.

L'interruttore è fissato nel punto 3, e può collegarsi alternativamente al punto 1 o al punto 2. Se si assume che inizialmente la carica presente sulle armature del condensatore sia nulla, allora l'interruttore deve collegare i punti 1-3: in questo modo ha inizio il processo di carica, che termina quando il condensatore si è caricato e la differenza di potenziale tra le sue armature ha raggiunto il valore prodotto dal generatore. La freccia rossa indica il verso seguito dalla corrente elettrica.

A questo punto si può spostare l'interruttore, facendo sì che vengano ora collegati i punti 2-3.

In questo caso avviene il processo inverso, chiamato scarica, e infatti anche il verso della corrente, indicato dalla freccia rossa è cambiato. Questo processo termina quando il condensatore ritorna al suo stato iniziale, cioè con carica e differenza di potenziale tra le armature nulle.

In entrambi i casi l'intensità di corrente è variabile nel tempo.

Importanza dei circuiti RC

La descrizione appena fornita sul funzionamento dei circuiti RC permette di comprendere che per la loro particolarità, questi particolari tipi di circuiti possono essere utilizzati per svariati scopi. Un esempio molto comune di uso di circuiti RC è quello dei flash nelle macchine fotografiche: in questo caso, un condensatore viene caricato per mezzo di una resistenza, quando il processo di carica termina, il flash è pronto. Quando poi viene scattata la fotografia, avviene il processo di scarica: il condensatore si scarica velocemente sulla resistenza della lampadina che emette luce.

Inoltre questo tipo di circuito può essere usato nella pulizia dei segnali o nei sintetizzatori.

Per poter passare ad un'analisi matematica di questo tipo di circuito è necessario prima parlare delle leggi di Kirchhoff.