Fisica: la corrente elettrica
Gli atomi dei metalli sono organizzati in compatte strutture cristalline e, a seconda dei metalli, ciascun atomo libera uno o due elettroni che possono muoversi liberamente. Cedendo elettroni, gli atomi assumono ioni positivi, i quali però non si allontanano dalle loro posizioni di equilibrio.
Nei metalli le particelle che trasportano carica sono gli elettroni liberi, o elettroni di conduzione.
Per moto di agitazione termica, se si mantiene agli estremi di un filo metallico una differenza di potenziale, si sovrappone una corrente ordinata, moto di deriva. La velocità di deriva è molto piccola ma efficace.
Corrente elettrica = movimento ordinato di particelle dotate di carica elettrica.
Intensità di corrente = la quantità di carica che attraversa per unità di tempo qualunque sezione trasversale del conduttore. Il simbolo è definita secondo la sua unità di misura (Ampere).
Una corrente che scorre sempre nello stesso verso con intensità costante nel tempo è chiamata corrente continua.
Per mantenere costante la corrente, è necessario mantenere in ogni istante fra gli estremi del conduttore la d.d.p. voluta. Questa è un'unità di generatore.
Il generatore deve compiere un lavoro contro la forza elettrica per portare una carica positiva dal polo negativo a quello positivo. Ogni generatore è caratterizzato da una
Fisica: la corrente elettrica
Gli atomi dei metalli sono organizzati in compatte strutture cristalline e, a seconda del materiale, ciascun atomo libera uno o due elettroni che possono muoversi liberamente. Cedendo elettroni, gli atomi assumono ioni positivi, i quali però non si allontanano dalle loro posizioni di equilibrio.
Nel metallo si possono così trasportare cariche: sono gli elettroni liberi, o elettroni di conduzione.
Al moto di agitazione termica, se è mantenuta agli estremi di un filo metallico una differenza di potenziale, si sovrappone una corrente ordinata: moto di deriva. La velocità di deriva è molto piccola ma sufficiente.
Corrente elettrica = movimento ordinato di particelle dotate di carica elettrica.
(*) Mov. degli elettroni da A verso B.
Verso della corrente (*) Gli elettroni si muovono dal terminale a potenziale negativo al terminale a potenziale maggiore.
Intensità di corrente = la quantità di carica che attraversa per unità di tempo qualunque sezione trasversale del conduttore. Anche detta "carica per secondo": la sua unità di misura (Ampere).
i = Q / Δt
Una corrente che scorra sempre nello stesso verso con intensità costante nel tempo è chiamata corrente continua.
Per mantenere costante la corrente, è necessario mantenere in ogni istante fra gli estremi del conduttore, la d.d.p. costante. Ciò si ottiene con un generatore.
Il generatore deve compiere un lavoro contro la forza elettrica per portare una carica positiva dal polo negativo a quello positivo. Ogni generatore è caratterizzato da una
Forza elettromotrice
Forza elettromotrice (f.e.m.) è definita come la d.d.p. che esiste fra i poli di circuito aperto.
F.E.M. → differenza di potenziale fra i poli a circuito aperto.
f.e.m. = /q
Resistenza elettrica
Resistenza elettrica: grandezza scalare derivata definita dal rapporto tra ΔV e l'intensità i della corrente.
R = ΔV/i; unità di misura: ohm (Ω).
Nei metalli la resistenza è costante.
Prima legge di Ohm
A una temperatura fissa, la d.d.p. fra gli estremi di un conduttore metallico è direttamente proporzionale all’intensità i della corrente che lo percorre.
Conduttori ohmici → conduttori per cui esiste caratteristica grafica i, ΔV.
Resistori → elementi di circuiti elettrici che abbiano una resistenza non trascurabile e obbediscano alla prima legge di Ohm.
Seconda legge di Ohm
A una temperatura fissa, la resistenza R di un filo conduttore è direttamente proporzionale alla lunghezza del filo e inversamente proporzionale alla area A della sua sezione trasversale.
R = /A
Resistività (Ω · m) → varia da un materiale all’altro e dipende dalla temperatura.
= ρ0[1+α(t-t0)]
Conduttori: aumenta T → aumenta ρ.
Semiconduttori: aumenta T → diminuisce ρ.
Generatore e leggi dei circuiti
Il generatore fornisce anche una resistenza interna.
Se Ri, resistenza interna, è trascurabile: ΔV = fem.
Legge di Ohm generalizzata
fem = (R + r)i
ΔV = R/R + r fem
Prima legge di Kirchhoff o teorema dei nodi
La somma delle intensità delle correnti che giungono in un nodo di un circuito è uguale alla somma delle intensità delle correnti che ne ripartono.
Seconda legge di Kirchhoff o teorema delle maglie
Sommando algebricamente le potenziali VA di un punto A del circuito tutte le variazioni che le potenziali subisce in un giro completo si ottiene di nuovo VA.
Il campo elettrico è conservativo.
Resistori in serie
Req = R1 + R2 + R3...
Stessa intensità.
Varia il ΔV.
Resistori in parallelo
1/Req = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3...
Stesso ΔV.
Cambia l'intensità.
Circuiti RC
Q = Qmax (1 - e-t/τ) (Processo di carica)
Q = Qmax e-t/τ (Processo di scarica)
Qmax = C fem
τ = RC
t = RC
t = -t
Imax = fem/R
fem = RΔQ/Δt = Q/C (Equazione differenziale)
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