Concetti Chiave
- Un circuito elettrico è un insieme di conduttori collegati a un generatore, che permette il passaggio della corrente se è chiuso e non lo permette se è aperto.
- I conduttori possono essere collegati in serie, dove la corrente è la stessa per tutti, o in parallelo, dove ogni dispositivo funziona indipendentemente.
- I resistori seguono la legge di Ohm e possono essere collegati in serie o in parallelo, con regole specifiche per calcolare la resistenza equivalente.
- Per risolvere un circuito si devono assegnare correnti e direzioni, scrivere equazioni secondo le leggi di Kirchhoff e applicare la convenzione sui segni.
- La differenza di potenziale ai capi di un generatore e di un resistore varia in base al verso di percorrenza della maglia e alla direzione della corrente.
Definizione di circuito elettrico
Si chiama circuito elettrico un insieme di conduttori connessi in modo continuo e collegati a un generatore. Se la catena dei conduttori non è interrotta, il circuito si dice chiuso (vi passa corrente elettrica). Se la catena dei conduttori è interrotta allora si parla circuito aperto (in esso non passa corrente).
Più conduttori sono collegati in serie se sono posti in successione tra loro (cioè uno di seguito all'altro), e in essi passa la stessa corrente elettrica. Di solito le lampadine dell'albero di Natale sono poste in serie, perciò quando una lampadina si brucia, la corrente smette di circolare.
Più conduttori sono collegati in parallelo se hanno le prime estremità connesse tra loro e anche le seconde estremità connesse tra loro, in più sono sottoposti alla stessa differenza di potenziale. I collegamenti in parallelo sono utilizzati nell'impianto elettrico delle nostre case, e questo consente ai singoli apparecchi di funzionare in modo indipendente.
Funzionamento dei resistori
I resistori sono dei componenti elettrici che seguono la prima legge di Ohm. Ad esempio, un filo di rame o un filo di alluminio sono dei resistori. Essi sono dotati di una sequenza di anelli colorati che permettono di leggere qual è il valore della loro resistenza.
La resistenza equivalente della rete di resistori è quella di un singolo resistore che, sottoposto alla stessa differenza di potenziale V a cui è soggetta l'intera rete, assorbe dal generatore la stessa corrente elettrica.
Anche i resistori possono essere collegati in serie e in parallelo.
In serie se la resistenza equivalente è uguale alla somma delle resistenze dei singoli resistori.
In parallelo se l'inverso della loro resistenza equivalente è uguale alla somma degli inversi delle resistenze dei singoli resistori.
Risoluzione dei circuiti
Per risolvere un circuito bisogna:
1) assegnare un'intensità di corrente e un verso alla stessa in ogni ramo;
2) scrivere le equazioni per ciascun nodo (prima legge di Kirchhoff) e per un numero di maglie sufficienti a includere tutti i rami (seconda legge di Kirchhloff);
3) applicare opportunamente la convenzione sui segni.
Ai capi di un generatore la differenza di potenziale è maggiore di zero se il verso di percorrenza della maglia va da meno (-) a più (+), è minore di zero nel caso contrario.
Agli estremi di un resistore la differenza di potenziale è maggiore di zero se il verso di percorrenza della maglia è opposto a quello della corrente, è invece minore di zero se il verso di percorrenza della maglia è uguale a quello della corrente.
Per convenzione la corrente si sposta dai punti a potenziale maggiore verso i punti a potenziale minore; quando la differenza di potenziale decresce si ha la cosiddetta caduta di tensione.
Domande da interrogazione
- Cos'è un circuito elettrico e quali sono le sue caratteristiche principali?
- Qual è la differenza tra collegamenti in serie e in parallelo nei circuiti elettrici?
- Come funzionano i resistori e come si calcola la loro resistenza equivalente?
- Quali sono i passaggi fondamentali per risolvere un circuito elettrico?
Un circuito elettrico è un insieme di conduttori connessi in modo continuo a un generatore. Se la catena è interrotta, si parla di circuito aperto, mentre se è chiusa, vi passa corrente elettrica.
Nei collegamenti in serie, i conduttori sono disposti uno dopo l'altro e la corrente è la stessa in tutti; nei collegamenti in parallelo, le estremità sono connesse tra loro, permettendo ai dispositivi di funzionare in modo indipendente.
I resistori seguono la prima legge di Ohm e possono essere collegati in serie o in parallelo. La resistenza equivalente in serie è la somma delle resistenze, mentre in parallelo è calcolata come l'inverso della somma degli inversi delle resistenze.
Per risolvere un circuito, è necessario assegnare un'intensità di corrente, scrivere le equazioni per ciascun nodo e applicare la convenzione sui segni, considerando le differenze di potenziale ai capi dei generatori e dei resistori.
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