Concetti Chiave
- La forza elettromotrice di un generatore è la differenza di potenziale tra i poli a circuito aperto, calcolata come il lavoro per portare una carica dal polo negativo al positivo.
- Un generatore ideale fornisce una differenza di potenziale pari alla sua forza elettromotrice, mentre un generatore reale, con resistenza interna, fornisce una differenza minore a circuito chiuso.
- Gli strumenti di misura come l'amperometro e il voltmetro hanno specifiche modalità di connessione nei circuiti per misurare correttamente corrente e tensione.
- L'effetto Joule si verifica quando la corrente attraversa un conduttore, riscaldandolo a causa degli urti tra elettroni e ioni del reticolo.
- La potenza elettrica dissipata per effetto Joule è calcolata usando la differenza di potenziale e la corrente, seguendo la prima legge di Ohm.
La forza elettromotrice e la differenza di potenziale di un generatore
Si definisce Forza elettromotrice di un generatore la differenza di potenziale esistente fra i suoi poli a circuito aperto.
Questa è pari al rapporto tra il lavoro compiuto dal generatore per portare una carica,
La sua unità di misura è il Volt.
Come faccia il generatore a compiere tale lavoro dipende dal tipo di generatore.
Un generatore ideale è in grado di fornire a un circuito una differenza di potenziale esattamente pari alla sua forza elettromotrice.Come faccio a calcolare quale è la differenza di potenziale effettiva fornita da un generatore reale con resistenza interna
Per la II legge di kirchoff partendo dal punto A:
Quindi
Per la I pegge di Ohm:
Mettendole insieme si ottiene:
Ciò significa che la differenza di potenziale fra i poli di un generatore reale, a circuito chiuso, è minore della forza elettro motrice.
Esse risultano uguali solo se
La forza elettromotrice è la differenza di potenziale che si misura ai morsetti del generatore a circuito aperto in quanto un circuito aperto è assimilabile a un circuito con resistenza infinita a nel limite
Strumenti di misura
L'Amperometro: permette di misurare l’intensità di corrente, deve essere inserito in serie perché deve essere attraversato dalla stessa corrente continua, deve avere una resistenza interna più piccola possibile.
Il Voltmetro: permette di misurare la diff di potenziale, deve essere inserito in parallelo, deve avere una resistenza interna più grande possibile.
L’effetto Joule
Avviene quando un conduttore metallico viene attraversato dalla corrente elettrica e si riscalda. Dal punto di vista microscopico è dovuto agli urti degli elettroni di conduzione contro gli ioni del reticolo e contro gli altri elettroni. (Applicazioni: asciugacapelli, saldatore).
Dal punto di vista quantitativo il calore dissipato da un conduttore per effetto Joule può essere calcolato tenendo conto del fatto che esso è pari all’energia potenziale elettrica delle cariche, ovvero al lavoro compiuto dal generatore.
La potenza elettrica dissipata per effetto J.
Domande da interrogazione
- Che cos'è la forza elettromotrice di un generatore?
- Come si calcola la differenza di potenziale effettiva di un generatore reale?
- Qual è l'effetto Joule e come si calcola la potenza dissipata?
La forza elettromotrice di un generatore è la differenza di potenziale esistente fra i suoi poli a circuito aperto, ed è calcolata come il rapporto tra il lavoro compiuto dal generatore per portare una carica positiva dal polo negativo al polo positivo e la carica stessa. La sua unità di misura è il Volt.
La differenza di potenziale effettiva di un generatore reale con resistenza interna si calcola usando la II legge di Kirchhoff e la I legge di Ohm, risultando in [math]VA-VB=(R/(R+r))fem[/math]. Questo indica che la differenza di potenziale fra i poli di un generatore reale è minore della forza elettromotrice, a meno che la resistenza interna sia zero.
L'effetto Joule si verifica quando un conduttore metallico attraversato dalla corrente elettrica si riscalda a causa degli urti degli elettroni di conduzione. La potenza elettrica dissipata per effetto Joule è calcolata come [math]P=L/Δt=ΔV i=i^2R[/math], dove [math]L[/math] è il lavoro compiuto dal generatore.
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