CORRENTE ELETTRICA Laurea in LOGOPEDIA corso integrato FISICA - disciplina FISICA MEDICA CORRENTE ELETTRICA - CORRENTE ELETTRICA CONTINUA LEGGI DI OHM EFFETTO JOULE DISSOCIAZIONE ELETTROLITICA CORRENTE ELETTRICA 1

Dq i = Dt CORRENTE ELETTRICA B E A S i S +q dq i = ® E A S i S +q Dq dq i = i = (carica elettrica +q ) Dt dt dimensioni [Q][t]–1 unità di misura S.I. ampere (A) = coulomb s–1 1 ampere = (1.6 10–19 )–1 = 6.25 1018 elettroni s–1 CORRENTE ELETTRICA 2

Dq i = Dt corrente continua i = i(t) CORRENTE CONTINUA dq i = (carica elettrica +q ) Dt dt carica elettrica – q corrente verso opposto i º moto cariche elettriche moto stazionario : i = costante nel tempo corrente continua moto non stazionario : i = variabile nel tempo i = i(t) CORRENTE ELETTRICA 3

R LEGGI DI OHM B A E S i , J S +q VA – VB VA – VB r = f (T) = R R = r ® B A E ® S i , J S +q VA – VB R VA – VB l r = f (T) = R R = r i S [R]=[M][L]2[t]–1 R = resistenza elettrica del conduttore unità di misura S.I. ohm (W) = volt ampere–1 1 r = resistività elettrica = [r]=[M][L]2[t]–1=[R][L] s unità di misura pratica ohm x cm CORRENTE ELETTRICA 4

classe sostanze r (20°C) ohm cm argento ............................ rame ................................ alluminio ........................ ferro ................................ mercurio ......................... 1.62 10–6 0.17 10–5 0.28 10–5 1.10 10–5 9.60 10–5 conduttori metallici conduttori elettrolitici KCl (C=0.1 osmoli) ................ liquido interstiziale ................ siero (25°C) ............................. liquido cerebrospinale (18°C) assoplasma di assone ............ 85.4 60 83.33 84.03 200 semiconduttori germanio ............................... silicio ..................................... 1.08 100 isolanti alcool etilico ........................ acqua bidistillata ................ membrana di assone ......... vetro .................................... 3 105 5 105 109 1013 CORRENTE ELETTRICA 5

CIRCUITI IN CORRENTE CONTINUA resistenze in serie R1 + R2 R = R1 R2 i B A i DV1 DV2 resistenze in parallelo 1 1 1 = + R1 R2 R i1 i B A i2 R2 CORRENTE ELETTRICA 6

effetto termico della corrente elettrica EFFETTO JOULE effetto termico della corrente elettrica energia cinetica elettroni ceduta per urto al reticolo molecolare del conduttore generazione di calore DV2 DT = L = Dq DV = i Dt DV = i2 R Dt = Dt R L DV2 W = = i DV = i2 R = Dt R produzione di calore 1 caloria = 4.18 joule 1 1 4.18 1 4.18 Q(cal) = WDt = i2 R Dt = i DV Dt = 4.18 DV2 1 4.18 = Dt R CORRENTE ELETTRICA 7

} DISSOCIAZIONE ELETTROLITICA esempio : NaCl legame ionico in acqua 1 DISSOCIAZIONE ELETTROLITICA esempio : NaCl legame ionico in acqua (forza di Coulomb) Na+ Cl– I° : indebolimento del legame er (aria) » 1 } 1 1 qQ Fc(acqua) » Fc(aria) F = er (acqua) » 80 c 4p eoer 80 r2 II° : rottura del legame da urti per agitazione termica  dissociazione elettrolitica CORRENTE ELETTRICA 8 2

} – + – + – + – DISSOCIAZIONE ELETTROLITICA 2 DISSOCIAZIONE ELETTROLITICA III° : mancata ricombinazione – + – da polarità molecola H2O O– – + + H2 Na – Cl + – + conduttori elettrolitici : acidi, basi, sali in H2O forte sostanze organiche debole dissociazione } forte legame covalente esempio NaCl in H2O dissociazione 84 % 100 molecole NaCl 84 Na+ 84 Cl– 16 NaCl (non dissociate) 184 particelle CORRENTE ELETTRICA 9 4

moto di ioni (q = Ze ) in soluzione – + G A B ELETTROLISI 1 moto di ioni (q = Ze ) in soluzione – + ioni + elettrodo negativo (catodo K) ioni – elettrodo positivo (anodo A) G A B I– K esempio I+ A S ® nitrato d'argento in acqua E AgNO3 Ag+ + NO3 – deposito al catodo di una massa m A 1 leggi di Faraday m = k q k = Z No e CORRENTE ELETTRICA 10 5