Concetti Chiave
- Un circuito elettrico è costituito da componenti come batterie e fili di rame che permettono il flusso di elettroni per alimentare apparecchi elettrici.
- I cortocircuiti si verificano quando l'energia non utilizzata si accumula, causando sovraccarico e potenziali esplosioni.
- I blackout si verificano quando una parte del circuito non funziona, interrompendo l'alimentazione elettrica.
- La prima legge di Ohm consente di calcolare la resistenza di un dispositivo conoscendo tensione e corrente.
- La seconda legge di Ohm spiega che la resistenza dipende da lunghezza, area e materiale del conduttore.
Circuiti elettrici - Struttura, funzione e leggi di Ohm
Struttura: un circuito elettrico è un meccanismo fatto da diversi componenti collegati tra loro. Per prima cosa, abbiamo il ruolo svolto dalle pile/batterie. Queste fungono da generatori, e come dice il nome stesso, danno la corrente: infatti le batterie hanno un polo + e uno – e così mantengono il flusso di elettroni. Tipici di oggetti elettronici sono sono i fili di rame, che servono per far fluire dentro di loro gli elettroni, come se fosse un tubo: sono i conduttori. Ma tutto ciò a cosa serve? Serve per mettere in moto l’utilizzatore, cioè l’apparecchio finale (lavatrice, ecc) che usa l’energia di questo flusso di elettroni per svolgere il funzionamento. Infine, ogni cosa elettrica ha un pulsante ON/OFF per non scaricarsi, cioè non perdere questa carica totale: è il comune interruttore.Tutto ciò è un circuito, qualcosa che funziona come i circuiti delle macchine da corsa.
Concetto di corto circuito: ogni componente è importante, se l’energia contenuta dagli elettroni non è usata dall’utilizzatore (non funziona) che fine fa? Si accumula fino ad avere un sovraccarico di cariche, cortocircuito, esplosione ecc. Praticamente è il filo conduttore che si sovraccarica e scoppia.
Concetto di black out: il cortocircuito non è il black out; questo avviene perché uno qualsiasi delle parti del circuito ha smesso di funzionare, togliendo la luce.
Funzione: il circuito dà funzionamento all’apparecchio elettrico (all’utilizzatore), senza il circuito non funzionerebbe, come spiegato sopra per il cortocircuito.
Esercizio sulla prima legge di Ohm
Un ferro da stiro viene alimentato con una tensione di 220 V (volt) e, collegata la presa al muro, il filo è attraversato da una corrente di 20 A. Qual è la sua resistenza?
R=V/i (corrente) =200/20 = 10 Ohm
Abbiamo applicato la formula inversa
Esercizio sulla seconda legge di Ohm
Spiega la seguente formula: Resistenza = k*l/AreaSe la Resistenza di un oggetto indica quanto il flusso di cariche elettriche viene “frenato” mentre scorre per l’attrito, allora più è lungo il tragitto da percorrere (l=lunghezza) maggiore è il freno subito dalle cariche per tutto il loro percorso; più è largo il filo conduttore, più cariche possono passare senza toccare le pareti del filo, quindi in mezzo alle cariche esterne che subiscono l’attrito, minore è la resistenza, maggiore è la “portata” del flusso. Diverso è il materiale delle pareti del conduttore, diverso sarà il modo in cui gli atomi/le molecole di questo rallentano il flusso di elettroni: ecco perché la “k”.
Domande da interrogazione
- Qual è la struttura di un circuito elettrico e quali sono i suoi componenti principali?
- Cosa succede in caso di cortocircuito?
- Come si calcola la resistenza secondo la prima legge di Ohm?
- Come si spiega la formula della seconda legge di Ohm?
Un circuito elettrico è composto da diversi componenti collegati tra loro, tra cui pile/batterie che fungono da generatori, fili di rame come conduttori, e un utilizzatore finale come un apparecchio elettrico. Include anche un interruttore ON/OFF per gestire la carica.
In caso di cortocircuito, l'energia non utilizzata dagli elettroni si accumula, causando un sovraccarico che può portare a un'esplosione. È il filo conduttore che si sovraccarica e scoppia.
La resistenza si calcola usando la formula R=V/i, dove V è la tensione e i è la corrente. Ad esempio, con una tensione di 220 V e una corrente di 20 A, la resistenza è 10 Ohm.
La resistenza è data dalla formula Resistenza = k*l/Area, dove l è la lunghezza del conduttore e l'Area è la sezione trasversale. La resistenza aumenta con la lunghezza e diminuisce con l'aumento dell'area, influenzata anche dal materiale del conduttore rappresentato da "k".
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