Effetti della corrente

Presentazione sul tema: "Effetti della corrente"— Transcript della presentazione:

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

2 La causa di questo moto di cariche
Come dice la parola stessa, 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 Immaginiamo due serbatoi di acqua collegati tra loro da un condotto
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.

4 E nei comuni fili dell’impianto elettrico?
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. Questa differenza di potenziale genera un campo elettrico e quindi le cariche si muovono sotto l’azione della forza di Coulomb; nel verso del campo se sono positive, nel verso opposto se negative E nei comuni fili dell’impianto elettrico?

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

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

8 Vediamo cosa succede quando un conduttore è attraversato da corrente
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 perché il conduttore “resiste” al passaggio della corrente C’è qualche relazione tra resistenza e corrente?

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

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

11 L’energia 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). L’effetto Joule La potenza elettrica

12 Non solo calore, ma anche luce!
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 realtà anche a temperatura ambiente emette “luce”, ma noi non possiamo vederla perché si tratta di radiazione infrarossa che l’occhio non è in grado di rilevare

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

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

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

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

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. Ferro da stiro Stufa elettrica Scaldino Lavatrice Forno Perciò aumenta la potenza…e quindi il consumo di energia! Il Kilowattora

18 (supponi la potenza P=2.0 kW)
I consumi di energia elettrica sono espressi non in Joule, ma in kilowattora (kWh). Definiamolo: 1 kilowattora è l’energia assorbita nell’intervallo di tempo di un’ora da un dispositivo che impiega la potenza di 1000W 1 kWh = 1000 W x 3600 s = 3.6 x 106 J ? ? Quanto consuma una lavatrice se durante il ciclo di lavaggio scalda l’acqua per un’ora? (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 depolarizzazione cellulare con attivazione nervosa o muscolare, una disposizione delle cellule e dei nuclei secondo linee rette o curve, una denaturazione proteica per stiramenti molecolari e rottura di legami covalenti; l'effetto Joule: determina la produzione di calore nei 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 indiretto: è causato da un difetto di isolamento, cioè dalla rottura dell’involucro isolante che ricopre i fili in tensione.Se l’apparato 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.