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Cosè la corrente Isolanti e conduttori La resistenza elettrica Energia associata ad una corrente Effetti della corrente sul corpo umano Come funziona…

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Presentazione sul tema: "Cosè la corrente Isolanti e conduttori La resistenza elettrica Energia associata ad una corrente Effetti della corrente sul corpo umano Come funziona…"— Transcript della presentazione:

1 Cosè la corrente Isolanti e conduttori La resistenza elettrica Energia associata ad una corrente Effetti della corrente sul corpo umano Come funziona…

2 Come dice la parola stessa, corrente corrente e' qualcosa che scorre, che fluisce. La corrente elettrica e' un flusso di cariche elettriche che può aver luogo all'interno di alcuni materiali. La causa di questo moto di cariche Definiamo la corrente

3 Se il livello A nel primo serbatoio è identico al livello B del secondo, non si ottiene alcun movimento, mentre una differente altezza provoca il passaggio di acqua dal serbatoio col livello più alto a quello col livello più basso. Quindi per ottenere il movimento si ha bisogno di una differenza di altezza. Immaginiamo due serbatoi di acqua collegati tra loro da un condotto

4 Questa differenza di potenziale genera un campo elettrico e quindi le cariche si muovono sotto lazione della forza di Coulomb; nel verso del campo se sono positive, nel verso opposto se negative Negli impianti elettrici al posto del tubo abbiamo il cavo elettrico e al posto dell'acqua abbiamo la corrente elettrica. La differenza non è più di altezza, ma di potenziale elettrico. E nei comuni fili dellimpianto elettrico?

5 I fili elettrici sono fatti di un metallo, il rame; in tutti i metalli le cariche che sono libere di muoversi e che creano quindi corrente sono gli elettroni, cioè le cariche negative E La struttura di un metallo

6 e' la misura della quantità di carica che passa attraverso una data superficie in un certo periodo di tempo dove I sta per corrente e q sta per le cariche che passano attraverso una porzione del conduttore nel tempo t. t Tutti i materiali sono attraversati da corrente? Intensità di corrente elettrica:

7 Non sempre c'è il passaggio di corrente elettrica Conduttori: per loro natura, alcuni materiali si fanno attraversare facilmente dalla corrente poiché attraversare facilmente dalla corrente poiché hanno a disposizione cariche libere di hanno a disposizione cariche libere di muoversi (oro, argento, rame, altri metalli, i muoversi (oro, argento, rame, altri metalli, i tessuti organici…!); tessuti organici…!); Isolanti: altri, invece, hanno una struttura tale da Isolanti: altri, invece, hanno una struttura tale da impedire questo movimento (legno, plastica, impedire questo movimento (legno, plastica, gomma…). gomma…). Semiconduttori: una via di mezzo; in determinate condizioni possono diventare buoni conduttori, in altre possono diventare buoni conduttori, in altre ottimi isolanti (sono utilizzati molto in ottimi isolanti (sono utilizzati molto in microelettronica) microelettronica)

8 Cè qualche relazione tra resistenza e corrente? Cè qualche relazione tra resistenza e corrente? Vediamo cosa succede quando un conduttore è attraversato da corrente La conduzione nei metalli La conduzione nei metalli Quando all'interno di un conduttore elettrico circola corrente gli elettroni sono ostacolati e deviati dal loro percorso originario, perché circolando vanno a urtare contro le altre particelle. Il fenomeno si chiama resistenza elettrica resistenza elettrica perché il conduttore resiste al passaggio della corrente

9 La 1 a legge di Ohm La costante R è la resistenza elettrica. Si misura in Ohm ( ) Da cosa dipende R? Da cosa dipende R? Facciamo un esercizio Facciamo un esercizio

10 Da cosa dipende R La resistenza elettrica aumenta con l'aumentare della La resistenza elettrica aumenta con l'aumentare della lunghezza dei conduttori (in quando aumentano gli urti lunghezza dei conduttori (in quando aumentano gli urti che ostacolano il passaggio di corrente); che ostacolano il passaggio di corrente); Diminuisce con l'aumentare della sezione; Diminuisce con l'aumentare della sezione; È funzione del materiale di cui è costituito(questa È funzione del materiale di cui è costituito(questa dipendenza è la resistività). dipendenza è la resistività). Dove è la resistività, l la lunghezza e s la sezione del conduttore 2 a Legge di Ohm dipende dalla temperatura dipende dalla temperatura

11 Leffetto Joule Leffetto Joule Lenergia associata ad una corrente Perché la corrente è così utile? Essa può facilmente essere convertita in altre forme di energia, in particolare energia termica (calore). La potenza elettrica La potenza elettrica

12 Una lampadina, la resistenza della stufa elettrica, al passaggio della corrente non solo si scaldano ma emettono luce; in generale un corpo qualsiasi, raggiunta una certa temperatura, emette luce visibile. in generale un corpo qualsiasi, raggiunta una certa temperatura, emette luce visibile. In realtà anche a temperatura ambiente emette luce, ma noi non possiamo vederla perché si tratta di radiazione infrarossa che locchio non è in grado di rilevare Non solo calore, ma anche luce!

13 Come funziona…. Una comune lampada ad incandescenza Le prime lampadine Le prime lampadine Il rendimento di una lampadina comune è piuttosto basso: appena il 5%!; il resto dellenergia è dissipata sotto forma di calore il resto dellenergia è dissipata sotto forma di calore Come possiamo ottenere lampadine di diversa luminosità?

14 Le prime lampadine Lampade di Edison a filamento di carbone Lampada ad arco di Serrin. Lampada di W.de La Rue (1820).

15 La potenza elettrica Calcoliamo quanta energia elettrica si trasforma ogni secondo in altre forme di energia. Per la legge di Ohm Quanta corrente passa in una lampadina da 100W di casa nostra? Ricordiamo che Quali sono secondo voi gli elettrodomestici che consumano di più? Quali sono secondo voi gli elettrodomestici che consumano di più?

16 Leffetto Joule È il fenomeno per cui il passaggio di corrente elettrica attraverso un conduttore è accompagnato dallo sviluppo di calore. Vediamo come avviene! Vediamo come avviene! Leffetto joule è il principio di funzionamento di molti elettrodomestici Leffetto Joule-applet Leffetto Joule-applet

17 Alcuni elettrodomestici Quando in un apparecchio elettrico si richiede che la percentuale di energia elettrica convertita in calore sia molto alta, occorrerà aumentare il più possibile la resistenza dell'apparecchio. Stufa elettrica Ferro da stiro Scaldino FornoLavatrice Perciò aumenta la potenza…e quindi il consumo di energia! Il Kilowattora Il Kilowattora

18 I consumi di energia elettrica sono espressi non in Joule, ma in kilowattora (kWh). Definiamolo: 1 kilowattora è lenergia assorbita nellintervallo di tempo di unora da un dispositivo che impiega la potenza di 1000W 1 kWh = 1000 W x 3600 s = 3.6 x 10 6 J Quanto consuma una lavatrice se durante il ciclo di lavaggio scalda lacqua per unora? (supponi la potenza P=2.0 kW) Quanti kWh consumi se dimentichi accesa una lampadina da 100W per una notte intera?

19 La resistività dipende dalla temperatura

20 Alcuni effetti della corrente sul corpo umano L'organismo umano è un conduttore di tipo ionico, non vi è cioè una migrazione elettronica (metalli), ma gli ioni positivi e negativi si spostano verso l'elettrodo di segno contrario. La resistenza alle correnti elettriche del corpo umano risiede principalmente nella cute, perchè le cellule cheratinizzate ed asciutte dello strato corneo sono cattive conduttrici. In base allo spessore dello strato corneo la resistenza cutanea varia da a ohms. La cute sudata o bagnata perde la maggior parte della resistenza, che si riduce a ohms. Il corpo immerso nell'acqua raggiunge valori di 500 ohms che è sovrapponibile alla resistenza interna.

21 Effetti generali. Dipendono da due meccanismi elementari: il fenomeno della polarizzazione elettrolitica; causa una il fenomeno della polarizzazione elettrolitica; causa una depolarizzazione cellulare con attivazione nervosa o depolarizzazione cellulare con attivazione nervosa o muscolare, una disposizione delle cellule e dei nuclei muscolare, una disposizione delle cellule e dei nuclei secondo linee rette o curve, una denaturazione proteica per secondo linee rette o curve, una denaturazione proteica per stiramenti molecolari e rottura di legami covalenti; stiramenti molecolari e rottura di legami covalenti; l'effetto Joule: determina la produzione di calore nei l'effetto Joule: determina la produzione di calore nei tessuti attraversati dalla corrente e causa ustioni. tessuti attraversati dalla corrente e causa ustioni.

22 Come si può prendere la scossa Contatto diretto: può verificarsi inserendo una spina o aprendo una presa; Contatto diretto: può verificarsi inserendo una spina o aprendo una presa; Contatto indiretto: è causato da un difetto di isolamento, cioè dalla rottura dellinvolucro isolante che ricopre i fili in tensione.Se lapparato ha un rivestimento metallico (una lavatrice), esso acquista una d.d.p. rispetto al suolo. La persona che lo tocca mette in contatto il rivestimento con il terreno ed è attaversata dalla corrente. Contatto indiretto: è causato da un difetto di isolamento, cioè dalla rottura dellinvolucro isolante che ricopre i fili in tensione.Se lapparato ha un rivestimento metallico (una lavatrice), esso acquista una d.d.p. rispetto al suolo. La persona che lo tocca mette in contatto il rivestimento con il terreno ed è attaversata dalla corrente.


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