Resistenze e circuiti RC

Resistenze e circuiti RC

La resistenza esprime una grandezza fisica scalare che rappresenta l'opposizione a una corrente di una componente elettronica. Le componenti che presentano tale grandezza e servono a tal scopo sono i resistori oppure oggetti ohmici. La rappresentazione macroscopica dell'effetto Joule è legata al concetto di velocità di deriva e di forza.

Quando viene applicata una differenza di potenziale fra due punti, le cariche (positive per convenzione) si muovono di una certa velocità di deriva. Ma è anche vero che vi è l'azione di una forza elettrica per unità di carica (campo elettrico), quindi il sistema di particelle è soggetto a una massa per un’accelerazione. Dato che però vi sono delle azioni costanti (la carica sollecitata dal campo elettrico va ad urtare contro un altro nucleo di un altro atomo, azzerando la propria energia cinetica, che viene dissipata sotto forma di calore per l’effetto Joule), viene assunto il moto come velocità costante, che è proprio la velocità di deriva.

I resistori sono componenti non polarizzate e, a seconda del verso di percorrenza della corrente, presenteranno una caduta di potenziale dal punto A al punto B. Essa si misura, secondo la prima legge di Ohm, con \( \Delta V = RI \). Ossia il voltaggio è funzione dell’intensità di corrente, lineare con la resistenza come coefficiente angolare. La funzione è estesa a tutto poiché i resistori non sono polarizzati e la corrente può anche essere negativa.

La resistenza di un resistore è legata anche alla temperatura, poiché questa influenza la struttura atomica della materia. Essa è espressione dell'energia cinetica delle particelle, che vanno ad urtarsi più facilmente fra loro. La dipendenza funzionale con la temperatura è data da, seguendo la seconda legge di Ohm:

\[ R(T) = \rho(T_0) \left(1 + \alpha (T - T_0)\right) \frac{l}{S} \]

In cui \( l \) è la lunghezza del filo, \( S \) la sezione trasversale, \( \rho(T_0) \) la resistività alla temperatura \( T_0 \) e \( \rho(T) \) la resistività complessiva. Si nota che all’aumentare della temperatura aumenta la resistenza.

Esistono dei materiali speciali detti superconduttori in cui la materia si allinea perfettamente e la resistenza tende a 0, comportandosi come nel caso ideale.

Generatori di tensione

Oltre ai condensatori, che forniscono energia sotto forma di campo elettrostatico, sono stati progettati dei dispositivi in grado di fornire e mantenere una differenza di potenziale costante tramite delle reazioni chimiche particolari che forniscono costantemente cariche ai poli.