martedì, novembre 14, 2006

Circuiti elettrici

Avendo un corpo carico positivamente ed uno negativamente ci sarà una differenza di potenziale tra di essi
Congiungendo i due corpi con un conduttore le cariche negative si muoveranno dal corpo negativo a quello positivo.
Collocando un dispositivo elettrico nel mezzo questo può generare lavoro.
Normalmente le cariche si che passano da un corpo A ad uno B tenderebbero ad esaurirsi, questo a meno che non vi sia un generatore che compie del lavoro per riportare le cariche in A.
Il componente che effettua questo lavoro si chiama generatore di f.e.m. (forza elettromotrice).

Il generatore però non é mai ideale quindi é come se all'interno del generatore ci fosse una resistenza.

Lo spostamento di cariche elettriche é detto corrente elettrica.


L'intesità della corrente si misura in Ampere

Se le cariche si muovono sempre nello stesso verso la corrente é detta continua, altrimenti se variano é detta alternata.
Per convenzione si fissa che la corrente scorre dal polo positivo a quello negativo (cioé opposta al movimento degli elettroni).

La potenza é data dal prodotto della differenza di potenziale per la corrente


e ricordo che si misura in Watt (
)

La densità di corrente é un vettore (con la stessa direzione della rappresentazione della corrente stessa).
La densità di corrente J é la quantità di corrente che passa attraverso una certa superficie (una sezione del conduttore) e vale:


l'unità di misura é:

La velocità di deriva é la velocità con cui gli elettroni attraversano il conduttore.
Tale velocità é molto bassa (nell'ordine di 10 ^ -7 m/s)

RESISTENZA
Sperimentalmente si osserva che nella maggior parte dei conduttori l'intensità di corrente dipende linearmente dalla differenza di potenziale applicata.
La costante di proporzionalità si chiama resistenza e dipende dalle caratteristiche fisico-chimiche del conduttore:

La resistenza dipende essenzialmente da: lunghezza del conduttore (l), sezione del conduttore (A) e resistività del materiale (

)

e si misura in Ohm (
)
La resistività dipende dalla temperatura (con una formula non riportata)

I CIRCUITI
Un circuito può sempre essere scoposto in elementi più semplici:

Generatori
Capacità (condensatori) C
Resistenze R
Induttanze L
Qualsiasi circuito elettrico deve rispettare le proprietà basilari del campo eletrtico: la conservazione della carica, che il campo sia conservativo.

Tali componenti possono essere collegati tra di loro in serie o in parallelo.

Prima legge di Kirchoff
In un nodo la somma dei valori assoluti delle correnti entranti é uguale a quella delle correnti uscenti

.

Seconda legge di Kirchoff
In una maglia la somma delle cadute di potenziale é uguale alla somma degli aumenti di potenziale

.

Resistenze

serie
parallelo

 

 


 

 

Condensatori

I condensatori sono in grado di accumulare carica elettrica
La caratteristica principale dei condensatori é la capacità


che si misura in Farad

serie
parallelo

 

Messa a terra di un circuito
Nei punti in cui un cirtuito viene messo a terra la sua tensione varrà zero.
Il simbolo della messa a terra é:

Esempio di esercizio con resistenze
Due lampadine, che consumano 10 W ciascuna quando sono collegate in serie ad una pila
da 20 V , vengono collegate in parallelo ad una pila da 5 V . Quanto vale la resistenza di
ciascuna lampada? Quanto consuma ciascuna lampada nel secondo caso?

 
Sappiamo che le 2 lampadine (resistenze) consumano 20 W complessivamente


Troviamo la corrente che attraversa il circuito:

Da qui possiamo calcolare la resistenza totale (e quindi quella di ciscuna lampadina):



Calcolo la nuova resistenza totale:


da cui:

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