Concetti Chiave
- Un generatore di forza elettromotrice mantiene una differenza di potenziale costante nel circuito, spostando cariche da zone di basso a alto potenziale.
- In un generatore ideale non esiste resistenza interna, mentre in quelli reali la resistenza ostacola il movimento dei portatori di carica.
- La corrente nel circuito può essere calcolata utilizzando la conservazione dell'energia, portando alla relazione Ɛ = iR.
- La Legge delle maglie afferma che sommando le differenze di potenziale si ottiene lo stesso potenziale, evidenziando la relazione tra potenziale nella batteria e nelle resistenze.
- Il lavoro compiuto dalla batteria per spostare una carica è uguale all'energia termica dissipata dalla resistenza nel circuito.
Come funziona il generatore?
Generatore di forza elettromotrice produce una forza elettromotrice Ɛ che compie lavoro sui portatori di carica per mantenere una differenza di potenziale costante nel circuito. (batteria, generatore di corrente elettrica, cella fotovoltaica, termopile).
Nel generatore i portatori di carica positivi vanno da una regione di basso potenziale elettrico a una regione a maggior potenziale elettrico.
In ogni intervallo dt una carica dq attraversa una sezione del circuito. La stessa quantità di carica deve entrare nel generatore e uscirne. Il generatore compie lavoro dL sull’elemento di carica dq per spostarlo
Ɛ = dL/dq
In un generatore ideale non si ha resistenza interna, data solitamente dai materiali che costituiscono la batteria, che ostacoli il movimento dei portatori di carica.
In un generatore reale si ha una resistenza interna che ostacola i portatori di carica.
Calcolo della corrente
- Per calcolare la corrente nel circuito si hanno due metodi:
Conservazione dell’energia: in un intervallo di tempo dt si sviluppa nella resistenza una quantità di energia termica pari a dU = iᶺ2Rdt.
Nello stesso intervallo una carica dq = idt, per essere spostata farà compiere alla batteria un lavoro
dL = Ɛdq = Ɛidt . Il lavoro fatto dalla batteria deve essere uguale all’energia termica dissipata dalla resistenza Ɛidt = iᶺ2Rdt , Ɛ = iR , i = Ɛ/R
Legge delle maglie
Potenziale: partendo da un punto del circuito si sommano le differenze di potenziale che si incontrano, ritroviamo così lo stesso potenziale (Legge delle maglie o Seconda legge di Kiurchoff).
nella batteria la variazione di potenziale è Ɛ mentre nella resistenza –iR
Potenziale finale = Potenziale iniziale , Va = Va + Ɛ –iR , Ɛ = iR
Domande da interrogazione
- Qual è il principio di funzionamento di un generatore di forza elettromotrice?
- Come si calcola la corrente in un circuito elettrico?
- Cosa afferma la Legge delle maglie riguardo al potenziale in un circuito?
Un generatore di forza elettromotrice produce una forza elettromotrice Ɛ che lavora sui portatori di carica per mantenere una differenza di potenziale costante nel circuito, spostando i portatori di carica da una regione di basso potenziale a una di alto potenziale.
La corrente nel circuito può essere calcolata utilizzando la conservazione dell'energia, dove il lavoro fatto dalla batteria è uguale all'energia termica dissipata dalla resistenza, portando alla formula Ɛ = iR, da cui si ricava i = Ɛ/R.
La Legge delle maglie stabilisce che, partendo da un punto del circuito e sommando le differenze di potenziale, si ottiene lo stesso potenziale finale, esprimendo la relazione tra la variazione di potenziale nella batteria e nella resistenza.
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