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Corrente elettrica Si consideri una sezione A di un conduttore e sia dq la carica elettrica totale che attraversa la sezione A in un intervallo di tempo.

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Presentazione sul tema: "Corrente elettrica Si consideri una sezione A di un conduttore e sia dq la carica elettrica totale che attraversa la sezione A in un intervallo di tempo."— Transcript della presentazione:

1 Corrente elettrica Si consideri una sezione A di un conduttore e sia dq la carica elettrica totale che attraversa la sezione A in un intervallo di tempo dt Si definisce la corrente elettrica come rapporto: La corrente elettrica è una grandezza scalare Carica complessiva che attraversa la sezione A nel tempo t: A dq

2 Portatori di carica e verso della corrente Nei conduttori sono presenti cariche di conduzione che possono muoversi liberamente nel materiale Le cariche di conduzione possono essere positive, negative o di entrambi i segni (elettroni di conduzione nei metalli, ioni positivi e negativi nelle soluzioni, ecc.) Il verso della corrente elettrica è quello in cui si muovono le cariche positive Se i portatori di carica sono carichi positivamente, il verso della corrente coincide con quello in cui si muovono i portatori di carica Se i portatori di carica sono carichi negativamente, il verso della corrente è opposto rispetto a quello del moto dei portatori di carica Ai fini del calcolo della corrente, una carica +q che si muove da sinistra verso destra è equivalente a una carica –q che si muove da destra verso sinistra: in entrambi i casi si ha una corrente che scorre da sinistra verso destra

3 Corrente elettrica nei conduttori In un conduttore in equilibrio elettrostatico le cariche di conduzione si muovono in maniera disordinata per effetto dellagitazione termica (gli elettroni di conduzione nei metalli hanno una velocità media dellordine di 10 6 m/s) Se si considera una qualsiasi sezione del conduttore, poichè i portatori di carica si muovono in modo casuale, il flusso netto di carica attraverso tale sezione è nullo In condizioni di equilibrio elettrostatico un conduttore non è attraversato da corrente! Per avere una corrente elettrica stazionaria è necessario che ci sia un flusso netto di carica attraverso una sezione di un conduttore Tale flusso netto di carica può essere mantenuto applicando un campo elettrico allinterno del conduttore I portatori di carica si muovono lungo le linee del campo elettrico, dando luogo ad una corrente

4 Generatori Per mantenere una corrente in un conduttore occorre utilizzare un generatore, che mantiene una d.d.p. costante tra i suoi morsetti La d.d.p. ai capi dei morsetti produce un campo elettrico nella spira conduttrice, che causa il movimento delle cariche allinterno della spira, e quindi la corrente Lenergia necessaria per mantenere in moto i portatori di carica nel conduttore viene fornita dal generatore (in genere a spese della sua energia chimica)

5 Resistenza Applicando la stessa d.d.p. ai capi di diversi conduttori ne risultano correnti diverse Si definisce la resistenza di un conduttore come rapporto tra la d.d.p. applicata ai suoi capi e la corrente che lo attraversa A parità di d.d.p. applicata, la corrente che attraversa un conduttore è tanto maggiore quanto più piccola è la sua resistenza La resistenza rappresenta quindi la tendenza del conduttore ad opporsi al flusso delle cariche che lo attraversano La resistenza in generale varia con la d.d.p. applicata Esiste una classe di conduttori (conduttori ohmici) per i quali la resistenza non dipende dalla d.d.p. applicata in un conduttore ohmico la corrente che fluisce nel conduttore è proporzionale alla d.d.p. applicata (legge di Ohm)

6 Unità di misura Lintensità di corrente è una grandezza fondamentale Nel SI la corrente si misura in Ampere (A) La resistenza è invece una grandezza derivata Lequazione dimensionale della resistenza è [R]=[ML 2 T -3 I -2 ] Nel SI la resistenza si misura in ohm (Ω)

7 Resistenze nei circuiti Simboli circuitali della resistenza: AB i R Legge di Ohm:

8 Potenza nei circuiti elettrici Nel tempo dt una carica dq = i dt si sposta dal polo positivo a quello negativo del generatore Lavoro compiuto dal generatore sulla carica dq: Potenza dissipata: La potenza è dissipata per effetto del passaggio delle cariche attraverso la resistenza sotto forma di calore (effetto Joule) R + - i V

9 Resistenze in serie Il collegamento in serie si realizza concatenando le resistenze Le resistenze collegate in serie sono attraversate dalla stessa corrente R1R1 R2R2 AB C i Legge di Ohm per R 1 : Legge di Ohm per R 2 : Resistenza equivalente: Per N resistenze in serie la resistenza equivalente è data da:

10 Resistenze in parallelo Il collegamento in parallelo si realizza collegando tutte le resistenze alla stessa d.d.p. R1R1 R2R2 A B i i i1i1 i2i2 Legge di Ohm per R 1 : Legge di Ohm per R 2 : Resistenza equivalente: Per N resistenze in parallelo:

11 Reti lineari Rete lineare = circuito composto da generatori e resistenze rami nodi maglie

12 Leggi di Kirchoff Legge dei nodi: la somma delle correnti che entrano in un nodo è uguale alla somma delle correnti che escono dal nodo stesso Legge delle maglie: la somma algebrica delle d.d.p. lungo una maglia è nulla i1i1 i2i2 i3i3 i4i4 i5i5 AB CD E R1R1 R2R2 R3R3 R4R4 R5R5 ε1ε1 ε2ε2 + + i1i1 i2i2 i3i3 i4i4 i5i5 Sommando le cadute di tensione lungo il tratto ABCDEA:


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