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Parte II Corrente e conduttori
LA CONDUZIONE ELETTRICA NEI METALLI I Conduttori Ohmici
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Trasporto calore e corrente
Cassetta di Ingenhousz Esperienze con le bacchette di elettrostatica: Vetro Plastica Legno Metallo
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Modello idrodinamico di circuito elettrico
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vero falso La corrente elettrica è un flusso di elettroni attraverso un filo metallico La corrente elettrica è un QUALSIASI flusso di carica elettrica, tipicamente attraverso un filo metallico o qualche altro materiale conduttore. La corrente convenzionale venne definita inizialmente, nella storia dell'elettricità, come il flusso di carica positiva, anche se sappiamo, nel caso della conduzione metallica, che la corrente è causata dal flusso di elettroni con carica negativa nella direzione opposta.
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LA CONDUZIONE ELETTRICA NEI METALLI
Nei metalli gli atomi sono talmente vicini che qualche elettrone esterno viene a trovarsi nel campo elettrico dell’atomo più vicino. Per questo motivo qualche elettrone esterno per atomo diventa libero di muoversi da un atomo all’altro.
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Intensità Di Corrente Elettrica
Tutti gli esperimenti di elettrostatica sui metalli si interpretano con il movimento degli elettroni liberi (elettroni di conduzione) - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
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Intensità Di Corrente Elettrica Modello di Drude I
Gli elettroni di conduzione, per effetto del moto di agitazione termica, hanno una velocità media vt ~ 106 m/s + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +
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Intensità Di Corrente Elettrica Modello di Drude II
Se agli estremi di un conduttore si applica dall’esterno una d.d.p. allora il campo elettrico non è più nullo e su ciascun elettrone agisce una forza diretta in verso opposto al campo - + + + + + + + - + + + + + + + - + + + + + + + - + + + + + + + - +
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Intensità Di Corrente Elettrica
Si definisce corrente elettrica qualsiasi movimento ordinato di cariche elettri-che
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Intensità Di Corrente Elettrica
Si definisce intensità di corrente elettrica la quantità di carica elettrica che attraversa una sezione qualsiasi del conduttore nell’unità di tempo
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Intensità Di Corrente Elettrica
Un conduttore è attraversato dalla corrente di un Ampere quando una sua sezione qualsiasi è attraversata dalla carica di un Coulomb in ogni secondo
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OHM Georg Simon nacque ad Erlangen nel 1787 e morì a Monaco nel 1854. Fisico tedesco, studiò presso l'università della città natale e dal 1833 al 1849 diresse il Politecnico di Norimberga; dal 1852 fino alla morte fu professore di fisica speri-mentale all'università di Mo-naco.
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Sperimentalmente è possibile ricavare una legge che lega la d.d.p. ai capi di un filo conduttore con la corrente che lo attraversa A Generatore di tensione - V +
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1a legge di Ohm: “R” esprime una proprietà intrinseca del conduttore nelle condizioni considerate e prende il nome di resistenza elettrica
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2a legge di Ohm: “ρ” è una costante di proporzionalità detta resistività, dipendente dalla natura fisica del conduttore Per i metalli si trova che ρ aumenta con la temperatura secondo una legge lineare:
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Trasporto nei metalli: un modello più corretto
FILO FREDDO FILO CALDO
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- urti con i fononi (vibrazioni reticolari)
Un comune misconcetto…. l’urto non è contro gli ioni del reticolo, perché la funzione d’onda di Bloch tiene già conto del potenziale periodico - gli urti possibili sono con ciò che non è periodico: - urti con le impurità - urti con i fononi (vibrazioni reticolari) FILO FREDDO FILO CALDO
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I metalli conducono perché
Gli ioni sono liberi di muoversi e prendono parte alla conduzione V F Contengono elettroni Gli elettroni sono liberi di muoversi e prendono parte alla conduzione Gli elettroni sono in continuo movimento intorno ai nuclei atomici e danno alle molecole alta conducibilità
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Dalla 2a legge di Ohm si ricava:
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