Grandezze fondamentali

Facoltà di Ingegneria

Corso di Laurea in Ingegneria Elettronica e Elettrotecnica

a.a. 2004/2005

Prof. Vincenzo Tucci

Prof. Vincenzo Tucci – Dip. di Ing. dell’Informazione e Ing. Elettrica - Università di Salerno

Corso di Elettrotecnica I – a.a. 2004/2005

Oggetti dello studio dell’elettrotecnica

Componenti

Induttori

Resistori condensatori

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Oggetti dello studio dell’elettrotecnica

Circuiti elettrici ed elettronici

Corrente

Batteria lampada

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Proprietà della materia: la carica elettrica

• La carica elettrica è una caratteristica intrinseca delle particelle fondamentali che costituiscono la materia.
• La carica si presenta sotto due specie, indicate come carica positiva (+) associata ai protoni e carica negativa (-), associata agli elettroni di un atomo.

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Proprietà della materia: la carica elettrica

• L’unità di misura della carica è il Coulomb (C).
• La più piccola quantità di carica è quella dell’elettrone: Carica elettrone = - q = - 1,6 × 10^-19 C

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Legge di conservazione della carica

• La carica obbedisce ad una legge di conservazione: La carica non può essere né generata, né distrutta, ma solo trasferita.

La carica totale all’interno di una superficie chiusa rimane costante.

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Proprietà dei materiali dell’elettrotecnica

Conduttori: sostanze nelle quali alcune o tutte le cariche elettriche possono muoversi liberamente sotto l'azione di forze elettriche (es: metalli, soluzioni acquose).

Semiconduttori: classe di materiali intermedia tra i conduttori e gli isolanti per le loro proprietà di condurre elettricità (es. : silicio, germanio).

Isolanti (dielettrici): materiali nei quali gli elettroni non sono liberi di spostarsi su distanze macroscopiche, ma sono vincolati agli atomi (es.: vetro, plastica, gomma, legno).

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Proprietà dei materiali

La proprietà della materia che descrive la capacità di essere sede di moto di cariche (fenomeno della conduzione) si chiama conducibilità elettrica.

Il suo reciproco si chiama resistività.

σ – conducibilità elettrica

ρ – resistività elettrica

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Materiale e resistività

Materiale Resistività [Ω m]

• Rame 1.7 10^-8
• Alluminio 2.8 10^-8 conduttori
• Ferro 9.6 10^-8
• Carbone 5.0 10^-5
• Germanio 4.7 10^-1 semiconduttori
• Silicio 6.4 10²
• Carta 10¹⁰ isolanti
• Plastica 10¹² - 10¹⁴

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Comportamenti ideali

Nello studio dei circuiti si fa riferimento a comportamenti ideali dei sistemi fisici.

Conduttori perfetti isolanti perfetti

σ → ∞ σ → 0

ρ → 0 ρ → ∞

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Grandezze di interesse dell’elettrotecnica

Nello studio di un circuito elettrico siamo interessati a determinare due grandezze principali:

• Corrente elettrica
• Tensione elettrica

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Grandezze di interesse dell’elettrotecnica

Queste due grandezze descrivono completamente il moto e lo scambio di energia tra cariche elettriche

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Tensione e corrente elettrica

• Per descrivere il moto delle cariche si utilizza una grandezza chiamata corrente elettrica.
• Per descrivere il lavoro fatto per trasportare le cariche da una posizione ad un’altra si utilizza una grandezza chiamata tensione elettrica.

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