Lezione 4 - Elettrotecnica

Luciano De Menna:
1/10/2003
Cariche in movimento
La corrente elettrica
Lezione 4
Introduzione ai circuiti aa 2003/2004
slide n. 1
Introduzione ai circuiti aa 2003/2004
slide n. 2
slide n. 3
Introduzione ai circuiti aa 2003/2004
slide n. 4
dN = n dV
Introduzione ai circuiti aa 2003/2004
Unità di misura della corrente
Ampere nel S.I..
• I = dQ/dt = nqvScosß = J • S
Introduzione ai circuiti aa 2003/2004
slide n. 5
Introduzione ai circuiti aa 2003/2004
slide n. 6
Unità di misura della corrente
I materiali e le correnti
Isolanti
Ampere nel S.I.;
Amperometro;
Multimetro.
Isolante perfetto;
Conduttore perfetto;
Conduttori metallici.
André Marie Ampère
(1775 - 1836)
Introduzione ai circuiti aa 2003/2004
Conduttori
slide n. 7
Introduzione ai circuiti aa 2003/2004
Georg Simon Ohm
Corpo conduttore
(1787 - 1854).
V = RI;
V
slide n. 8
I
Legge di Ohm;
Georg Simon Ohm
(1787 - 1854).
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slide n. 9
Introduzione ai circuiti aa 2003/2004
Corpo conduttore
Corpo conduttore
V = RI;
V
I = GV;
V
I
R = resistenza;
slide n. 10
I
G = Conduttanza.
In S.I. la resistenza si misura in Ohm (Ω).
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slide n. 11
Introduzione ai circuiti aa 2003/2004
slide n. 12
Corpo conduttore
Corpo conduttore
I = GV;
V
V
I
I
G = Conduttanza;
Ernest Werner von Siemens
(1816 - 1892).
In S.I. la conduttanza si misura in Siemens
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slide n. 13
Introduzione ai circuiti aa 2003/2004
slide n. 14
Luciano De Menna:
1/10/2003
Riepilogo della lezione 4
•
•
•
•
•
•
Il movimento delle cariche e la corrente elettrica:
Densità ed intensità di corrente;
Unità di misura della corrente elettrica;
Conduttori ed isolanti;
Legge di Ohm;
Resitenza.
Introduzione ai circuiti aa 2003/2004
Lezione 5
slide n. 15
Introduzione ai circuiti aa 2003/2004
Resistenza
slide n. 16
In particolare
S
• Il valore di R dipende essenzialmente dalla
geometria del corpo e dal materiale di cui
esso è fattto.
L
R=ρL
S
ρ = resistività;
σ = 1/ρ = conducibilità.
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slide n. 17
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slide n. 18
Tipici valori di ρ
in Ω mm2/m
Unità di misura
S
L
R=ρL
S
•
•
•
•
•
•
ρ=R S
L
In S.I. la resistività si misura in
Ω m o in Ω mm2/m ;
La conducibilità in S/m
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argento
rame
alluminio
piombo
grafite
porcellana
slide n. 19
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Modello di Drude
• F = m a;
• forza totale = F - kv = ma;
• F - kv = 0.
Introduzione ai circuiti aa 2003/2004
• Un sistema a due morsetti nel
quale la corrente entrante da un
morsetto è uguale a quella
L
uscente dall’altro;
• La tensione tra i due morsetti è
una differenza di potenziale.
slide n. 21
Introduzione ai circuiti aa 2003/2004
Simbolo grafico per il resistore
S
slide n. 20
Bipoli
S
• V = E L = R I = ∝ v;
• forza ∝ velocità;
0,015;
0,017;
0,028;
0,80;
4 ÷ 20;
1015 ÷ 1019.
slide n. 22
Simbolo grafico per il resistore
S
L
L
V = RI = caratteristica del resistore.
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slide n. 23
V = RI = caratteristica del resistore.
Introduzione ai circuiti aa 2003/2004
slide n. 24
Bipoli
Corpo conduttore
• Un sistema a due morsetti nel
I quale la corrente entrante da un
morsetto è uguale a quella
uscente dall’altro;
• La tensione tra i due morsetti è
una differenza di potenziale.
V
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V = RI;
V
I
R = resistenza.
R = ρ Lm
Sm
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slide n. 26
Convenzione dei segni
Corpo conduttore
V* = - RI;
V*
+
I V
+
V
I
I V
+
I V
+
R = resistenza.
a)
b)
c)
d)
R = ρ Lm
Sm
Introduzione ai circuiti aa 2003/2004
slide n. 27
Introduzione ai circuiti aa 2003/2004
Convenzione dei segni
+
I V
+
V
a)
b)
Convenzione dei segni
+
I V
+
V
I V
+
I V
+
c)
I V
+
I V
+
a)
d)
Convenzione dell’utilizzatore
Introduzione ai circuiti aa 2003/2004
slide n. 28
b)
c)
d)
Convenzione del generatore
slide n. 29
Introduzione ai circuiti aa 2003/2004
slide n. 30
Potenza
+
V
I
V
+
I
Potenza
V = Lavoro per unità di
carica;
I = Quantità di carica
trasportata nell’unità
di tempo;
P = V I = Potenza;
Legge di Joule.
Introduzione ai circuiti aa 2003/2004
J.P. Joule
1818
1889
J.P. Joule
1818
1889
slide n. 31
Introduzione ai circuiti aa 2003/2004
Convenzione dell’utilizzatore
Potenza
+
V
V = Lavoro per unità
di carica;
V
I = Quantità di carica James Watt
+ I
trasportata nell’unità
1736
di tempo;
Nel S.I. la potenza P = V I = Potenza;
1819
si misura in watt. Legge di Joule.
I
Introduzione ai circuiti aa 2003/2004
slide n. 32
+
V
V = RI;
P = V I = R I2 = Potenza;
I
V
+
I
Definita positiva;
Potenza utilizzata positiva.
slide n. 33
Introduzione ai circuiti aa 2003/2004
slide n. 34
Convenzione del generatore
Riepilogo della Lezione 5
+
V
I V = - RI;
I
V
+
P = - V I = - R I2 = Potenza;
Definita negativa;
Potenza generata negativa.
Introduzione ai circuiti aa 2003/2004
slide n. 35
Resistivita e conducibilità;
Modello di Drude;
Concetto di bipolo;
Il bipolo resistore e la sua caratteristica,
La potenza e la legge di Joule;
Convenzione dell’utilizzatore e del
generatore.
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slide n. 36