CORRENTE ELETTRICA
Applicando una d.d.p. ai capi di un filo conduttore si
produce una corrente elettrica.
Il verso della corrente è quello del moto delle cariche
positive (opposto a quello delle cariche negative).
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CORRENTE ELETTRICA
Si definisce intensità di corrente
elettrica il rapporto fra la quantità di
carica che attraversa la sezione di
un conduttore ed il tempo trascorso.
Nel S.I. l’unità di misura si chiama
ampère (A) ed è una grandezza
fondamentale (la carica elettrica è
una unità derivata dall’ampère).
q
i
t
C
1 A 1
s
2
LEGGI DI OHM
1a legge di Ohm:
In un conduttore metallico l'intensità della corrente
elettrica è proporzionale alla d.d.p. applicata ai suoi
estremi.
V R i
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LEGGI DI OHM
2a legge di Ohm:
La resistenza di un conduttore metallico, di
lunghezza d ed area della sezione A, è data dalla
formula
d
R
A
si chiama resistività,
dipende dalla natura del
materiale e dalla sua
temperatura.
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RESISTENZE IN SERIE
R1
VB VA R1 i
Sommando
R2
VC VB R2 i
VC VA R1 R2 i
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RESISTENZE IN PARALLELO
VB VA
i1
R1
VB VA
i2
R2
Sommando
R1
R2
1
1
i i1 i 2 VB VA
R1 R2
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EFFETTO JOULE
L’energia erogata dalla d.d.p. V per il passaggio
della carica q = i t, è data dalla formula
L V q V i t R i t
2
La potenza dissipata
in calore è
L
2
P R i
t
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ELETTROCARDIOGRAFIA
L'attività del cuore è
attivata da impulsi elettrici,
che stimolano la
contrazione dei muscoli.
Tali segnali elettrici
raggiungono la superficie
del corpo e possono
essere registrati in un
tracciato chiamato
elettrocardiogramma
(ECG).
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ELETTROCARDIOGRAFIA
Caratteristiche di un tracciato ECG.
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PACEMAKER CARDIACO
Quando gli impulsi elettrici prodotti dal sistema
nervoso per l'attività cardiaca sono deboli o assenti,
si può impiantare un dispositivo che fa le funzioni di
stimolatore elettrico.
I moderni pacemaker hanno la caratteristica di
rivelare i segnali elettrici provenienti dal sistema
nervoso ed intervenire adeguando lo stimolo elettrico
alle necessità.
Possono essere programmati dall’esterno per
variarne i parametri di funzionamento.
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NORME DI SICUREZZA
Una corrente che passa attraverso
l’organismo umano produce danni che
dipendono dalla intensità di corrente e dalla
sua durata.
È difficile quantificare i danni prodotti, perché
essi dipendono anche dalle regioni del corpo
umano attraversate.
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NORME DI SICUREZZA
Effetti prodotti dalla corrente che attraversa
l’organismo umano per la durata di 1 s.
1 mA
5 mA
10 mA
50 mA
100 mA
6A
…..soglia di sensibilità
…..massimo tollerato
…..contrazione muscolare
…..dolore, svenimento,bruciature
…..fibrillazione ventricolare
…..defibrillatore
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NORME DI SICUREZZA
Affinché una corrente possa attraversare
l’organismo umano, questo deve far parte di
un circuito, cioè occorrono due punti di
contatto: un punto ad alta tensione ed un
punto al suolo.
Precauzioni da osservare:
isolare il paziente;
usare apparecchiature elettriche a tre uscite.
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MAGNETISMO
Alcuni materiali (calamite o magneti) hanno la
proprietà di attirare pezzetti di ferro.
Le proprietà magnetiche si manifestano alle
estremità del magnete, chiamate poli.
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MAGNETISMO
Le caratteristiche magnetiche presentano
molte affinità con quelle elettriche, ma
esistono anche sostanziali differenze.
Non è possibile
isolare i poli
magnetici.
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CAMPO MAGNETICO
Un magnete crea
nello spazio
circostante un
campo magnetico,
così come una
carica elettrica crea
un campo elettrico.
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CAMPO MAGNETICO
Anche il campo
magnetico può essere
visualizzato mediante
le linee di forza, come
accade per il campo
elettrico.
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CAMPO MAGNETICO
Il campo magnetico B può essere misurato
dall’azione che esercita su una carica q in
moto con velocità v.
F qvB sen
è l’angolo che il vettore velocità forma con il
vettore campo magnetico.
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CAMPO MAGNETICO
L’unità di misura del campo magnetico nel S.I.
si chiama tesla (T).
Il campo magnetico di 1 T esercita la forza di
1 N sulla carica elettrica di 1 C, che si muove
con velocità di 1 m/s nella direzione del campo
magnetico.
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CAMPO MAGNETICO
Moto di una carica elettrica in un campo magnetico.
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CAMPO MAGNETICO
I campi magnetici sono
generati dalle correnti
elettriche. Infatti un filo
percorso da corrente crea
nello spazio circostante
un campo magnetico con
le stesse proprietà di
quello creato da un
magnete.
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CAMPO MAGNETICO
Ogni atomo equivale ad un circuito elettrico, quindi si
comporta come un magnete elementare.
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CAMPO MAGNETICO
All’interno di un corpo i magneti elementari
sono disposti disordinatamente per cui è nullo
il campo magnetico risultante prodotto da essi.
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CAMPO MAGNETICO
Se i magneti elementari sono anche parzialmente
ordinati (temporaneamente o permanentemente),
essi producono un campo magnetico risultante non
nullo.
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INDUZIONE ELETTROMAGNETICA
Un campo magnetico
variabile crea una
d.d.p. indotta.
Il campo magnetico
indotto è tale da
opporsi alla causa che
lo ha prodotto.
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ONDE ELETTROMAGNETICA
Così come un campo magnetico variabile crea un campo
elettrico indotto, un campo elettrico variabile crea un campo
magnetico indotto.
Ad esempio, una carica oscillante lungo un’antenna produce
un’onda elettromagnetica.
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ONDE ELETTROMAGNETICA
Un onda elettromagnetica è costituita dalla
propagazione di un campo elettrico e di un campo
magnetico, variabili ed accoppiati. Essi sono fra di
loro perpendicolari fra loro e perpendicolari entrambi
alla direzione di propagazione.
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ONDE ELETTROMAGNETICA
Partendo dalle leggi dell’elettromagnetismo J.C.
Maxwell fu in grado di prevedere l’esistenza delle
onde elettromagnetiche, calcolandone la velocità
mediante le costanti dell’elettromagnetismo.
c
1
o o
310 m/s
8
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ONDE ELETTROMAGNETICA
Un onda e.m. monocromatica è caratterizzata da:
Lunghezza d’onda : minima distanza fra due punti
dell’onda aventi le stesse condizioni fisiche
(periodicità spaziale).
Frequenza f: numero di cicli descritti in 1 s
(periodicità temporale).
Velocità di propagazione c = f.
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ONDE ELETTROMAGNETICA
Spettro delle onde elettromagnetiche:
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ONDE ELETTROMAGNETICA
Spettro delle onde elettromagnetiche:
Onde radio
Microonde
Raggi infrarossi
Luce visibile
Raggi ultravioletti
Raggi X
Raggi gamma
(Hz)
(m)
103 - 1010
106 - 10-2
109 - 1012
10-2 - 10-4
14
12
-6
-4
10 - 10
10 - 710
710-7 - 410-7 41014 - 1015
16
15
-8
-7
10
10
410 - 10
1016 - 1020
10-8 - 10-12
1019 - 1025
10-11 - 10-16
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ONDE ELETTROMAGNETICA
Sensibilità dell’occhio umano alle diverse
lunghezze d’onda della radiazione luminosa
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