10. IL SISTEMA ELETTRICITÀ
Elettricità, elettrotecnica, elettronica
Il sistema elettricità comprende le
tecnologie usate in tutte le
apparecchiature che sfruttano la
corrente elettrica per il loro
funzionamento.
I principali settori che lo
costituiscono sono:
• Impianti elettrici e di
illuminazione;
• Piccoli e grandi elettrodomestici;
• Applicazioni elettrochimiche,
elettroacustiche, elettromagnetiche
nei vari ambiti tecnologici;
• Apparecchiature elettroniche e
informatiche per il lavoro e il
tempo libero.
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10.8.ILILSISTEMA
SISTEMAELETTRICITÀ
COMUNICAZIONE
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10. IL SISTEMA ELETTRICITÀ
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10. IL SISTEMA ELETTRICITÀ
Dalle teorie sull’elettricità alla pila
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10. IL SISTEMA ELETTRICITÀ
Elettronica: dalle valvole ai chip
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10. IL SISTEMA ELETTRICITÀ
La natura dell’elettricità: la teoria elettronica
Nel corso del tempo sono state
avanzate molte ipotesi; la più
attendibile di queste fa riferimento
alla teoria elettronica.
La corrente elettrica, quindi, è
un flusso di elettroni che
percorre un conduttore.
Affinché ciò possa verificarsi
occorre che le cariche elettriche
siano sollecitate da un campo
elettrico, cioè che alle estremità
del conduttore si verifichi una
differenza di potenziale.
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10. IL SISTEMA ELETTRICITÀ
Gli effetti della corrente
elettrica
a. Effetto termico
b. Effetto luminoso
c. Effetto chimico
d. Effetto magnetico
e. Effetto fisiologico
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10. IL SISTEMA ELETTRICITÀ
Il circuito elettrico
Le apparecchiature
elettriche funzionano
solo se collegate
all’impianto elettrico,
che consiste in una serie
di fili conduttori uniti a
formare un circuito.
II circuito elettrico è un
sistema che comprende
almeno tre elementi
fondamentali: il
generatore, i fili
conduttori e
l’utilizzatore. Quasi
sempre è presente anche
un interruttore, elemento
non indispensabile, ma
utile per attivare e
disattivare il circuito
stesso.
II generatore
Riceve energia (meccanica o chimica) dall’esterno (o la
produce, come una pila) e la trasforma in energia elettrica.
Genera una forza che spinge gli elettroni lungo il circuito.
L’apparecchio utilizzatore
L’utilizzatore è l’elemento che riceve energia
elettrica attraverso i conduttori e la trasforma
in un’altra forma di energia, richiesta
dall’impiego previsto (luminoso, termico,
meccanico).
I fili conduttori
Hanno la funzione di
consentire il trasporto di
energia dal generatore
all’utilizzatore: gli elettroni,
spinti dalla forza del
generatore, vanno verso
l’utilizzatore passando
attraverso un filo (di solito
metallico), per poi tornare al
generatore stesso.
L’interruttore
L’interruttore ha proprio il compito di
aprire e chiudere il circuito. Nel circuito
chiuso vi è continuità metallica lungo tutto
il circuito e la corrente può circolare.
Nel circuito aperto non esiste la continuità
metallica fra le due estremità del circuito,
per cui la corrente non può circolare.
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10. IL SISTEMA ELETTRICITÀ
La resistenza elettrica
Nel suo percorso lungo i fili conduttori, la corrente elettrica incontra una resistenza. La resistenza dipende da:
•natura del materiale (resistenza specifica o resistività)
•lunghezza del conduttore
•sezione del conduttore
La resistenza elettrica di un materiale, indicata con R, è direttamente proporzionale alla sua resistività ρ (che si legge
ro) e alla lunghezza l, e inversamente proporzionale alla sezione s (mm2), secondo la formula: R = ρ • l/s
L’unità di misura della resistenza elettrica è l’ohm (Ω, che si legge omega), e la sua misurazione viene effettuata mediante
appositi strumenti (voltamperometro).
a. Collegamento in serie
Più resistori sono collegati in serie quando sono
connessi uno dopo l’altro, in modo da essere
attraversati dalla medesima corrente
Collegamenti
di resistenze
Collegamenti
di pile
b. Collegamento in parallelo
Più resistori sono collegati in parallelo se hanno
tutti gli estremi in comune. In tal caso vengono
attraversati dalla stessa tensione e percorsi da
intensità di corrente inversamente proporzionali alle
loro resistenze.
a. Collegamento in serie
Più elementi di pila possono essere collegati in serie,
mettendo a contatto il polo negativo di un elemento
con quello positivo del seguente
b. Collegamento in parallelo
II collegamento di pile in parallelo si ottiene
unendo tra loro i poli negativi con i poli
negativi e i poli positivi con i positivi.
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10. IL SISTEMA ELETTRICITÀ
La legge di OHM
Le tre grandezze elettriche principali (intensità, tensione e resistenza) sono legate da una relazione di fondamentale
importanza, rappresentata dalla legge di Ohm, dal nome dello scienziato che l’ha definita. La differenza di potenziale
o tensione (V) agli estremi di un conduttore, percorso da corrente elettrica, è uguale al prodotto dell’intensità di corrente
(I) per la resistenza (R). La formula corrispondente è la seguente:
V = I•R
Da questa formula diretta si ricavano le altre due formule inverse:
I=V/R e R=V/I
L’intensità di corrente che passa in un circuito è quindi direttamente proporzionale alla tensione e inversamente
proporzionale alla resistenza che si manifesta nel circuito stesso.
Esempi sperimentali della legge di Ohm
Esempio 1
A parità di tensione, nel circuito A, dove il conduttore ha
minore resistenza, la lampadina
è più luminosa perché circola una corrente di intensità
maggiore rispetto al circuito B.
Esempio 2
A parità di resistenza, nel circuito A, alimentato da una
tensione doppia rispetto a B,
circola una corrente due volte più intensa, per cui la
lampadina è molto più luminosa.
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10. IL SISTEMA ELETTRICITÀ
1. Elettrostatica
Stampante laser
Applicazioni dell’elettricità
2. Elettromagnetismo
3. Elettrochimica
Dinamo
Cerchione cromato
4. Illuminotecnica
Lampadina
5. Elettroacustica
6. Elettrodomestici
Microfono
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10. IL SISTEMA ELETTRICITÀ
1. Condensatore
4. Circuito integrato
Elettronica
2. Induttanza o induttore
5. Diodo
6. Resistenza
(Resistore)
3. Trasformatore
7. Transistor
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