21/03/11
La corrente elettrica è un movimento di cariche elettriche. Avremo un corpo conduttore dove le cariche
sono in grado di muoversi. le cariche se sono lbiere di muoversi producono una corrente elettrica
all’interno del conduttore. POssiamoa vere correnti eletriche anche dovute al atto che non sono solo gli
elettroni che si muovono, ma anche ogetti. AD esempio in una soluzione elettrolitica, con disciolti ioni po e
neg, e creiamo un campo elettrico abbiamo un movimento sia di ioni neg che di ioni pos. Chiaramente si
muoveranno in sensi opposti. Magari possiamoa vere un gas completamente ionizzato, con una miscela di
elettroni che si muovono in un verso e protoni che si muovno nel verso opposto. Contribuiscono tutti e due
alla corrente elettrica complessiva. Noi ci occuperemo solo al caso di un conduttore attraversato da un
moto ordinato degli elettroni di conduzione. Gli elettroni infatti, in realtà, sono sempre in movimento a
causa dell’agitazione termina. Come mai questo moto caotico degli eelettroni non determina la presenza di
corrente? Proprio perché è caotico, quindi statisticamente abbiamo tanti elettroni che vanno in un verso
quanti che vanno in un altro, quindi è come se stessero fermi. Macroscopicamente non percepiamo na
corrente elettrica. Per questo si dice che la corrente è un moto ordinato di carica elettrica (credo).
Qual è la grandezza fisica che quantifica questo fenomeno? SI chiama intensità di corrente elettrica,
indicata con la lettera I e definita in modo molto intuitivo. Più cariche transitano in un certo conduttore, più
noi vogliamo che la corrente sia intensa. Quindi è il rapporto tra la quantità di carica elettrica che passa
attraverso la sezione del nostro conduttore in un intervallo di tempo diviso l’intervallo di tempo stesso. i=
Delta(q)/Delta(t) Il verso con cui transita lo devo decidere io. E’ come se osserviamo un fiume e guardiamo
quana acqua passa. E’ qualcosa che fisicamente sta fluendo.
1A=1C/1s
quindi in pratica una corrente elettrica di un Ampere, in un secondo passano attraverso una qualunque
sezinoe di un conduttore all’incirca 1019 o 1018 elettroni.
Interessante anche la velocità con cui si spostano gli elettroni in un conduttore
-cmq se il moviemnto non fosse ordinato ma fosse caotico, statisticamente tanti elettroni transitano verso
dx, quanti ne transitano verso sx, quindi glie elettroni che transitano in un senso danno un contributo
positivo alla carica, quelli nel senso opposto danno contributo negativo, quindi complessivamente è come
se non fosse transitata carica.
Analogia, sempre in riferimento all’acqua, se in un recipiente che ha lo stesso livello, tanta acqua mettiamo
quanta ne togliamo, quindi il livello ce vediamo è sempre lo stesso
-Cmq dicevamo la velocità con cui … non va confusa con quella con cui tutti gli elettroni iniziano a muoversi.
Se mettiamo un campo, tutti gli elettroni iniziano a muoversi, sia quelli all’inizio che quelli alla fine, perché il
campo elettrico si propaga molto velocemente, quasi a velocità prossima alla velocità della luce, dall’inizio
alla fine, ma dopo gli elettroni si muovono molto lentamente.
UN conto è la velocità con cui l’informazione che bisogna cominciare a partire in una coda di macchine
arriva, un conto quanto veloce le macchine iniziano a partire. L’informazione arriva praticamente
istantaneamente, ma quelli iniziano a partire lentamente.
Possiamo avere esigenze diverse di corrente. Per una persona essere attraversati da una corrente di un
ampere può essere pericoloso dipende da quanto tempo. Non è solo una questione di intensità. Ricevere la
scossa da una tensione di 220 volt può essere più pericoloso di una a 380. Perché 380 è molto veloce, di
solito l’effetto sui nervi crea una botta che ti stacca subito, mentre la 220 dà una botta meno intensa e
quindi si può restare attaccati. Crea degli scompensi a livello chimico.
-Per avere una corrente elettrica è necessario che le particelle che la devono produrre devono essere sotto
l’effetto di un campo eletrico. Ma se vogliamo stabilire una corrente sabile nel tempo, dobbiamo fare due
osservazioni
1) è impossibile mantenere una corrente elettrica stabile nel tempo in un filo aperto, cioè un
conduttore che abbia un inizio e una fine. Perché a forza dis postarsi, gli elettroni inizieranno a
spostarsi da un estremità del filo, diciamo quella di sx, a quella di destra, dove si accumulano. Ma
adesso si viene a crerare un secondo campo, all’interno del conduttore, che cresce di intensità man
mano che le cariche si accumulano sempre di più. AD un certo punto questo campo va ad
equilibrare il campo originario, e ancora la corrente viene a non esserci. Sarà indispensabile usare
un conduttore a forma chiusa, di circuito, di cerchio.
2) ma anche se fosse così, anche metteno cmq un campo elettrico all’interno di un conduttore a
forma di filo chiuso sus e stesso cmq nons arbebe possibile avere una corrente stabile nel tempo.
Capiamolo in due modi:
A) innanzitutto le cariche tenderebbero ad andare verso fuori, andando ad azzerare le cariche
B) il campo elettrostatico è un campo conservativo, vuol dire che non compie lavoro lungo una
qualunque traiettoria chiusa. Quindi il cmapo elettrico che abbiamo messo, dovrebbe fare
girare continuamente glie lettroni, per evitare che si accumulino, facendoli fare un giro
completo, e poi un altro ancora; ma durante il moviemento gli elettroni sono ostaolati nel loro
movimento, ci sono tutti gli ioni metallici che tendono ad ostacolare i loro movimento; è come
se dovessimo correre una zona con stacoli, dobbiamo sempre fermarci, siamo ostaolati, magari
abbiamo trovato una zona con molti ostacoli dobbiamo tornate indietro. Glie elttroni cedono
continuamente questa energia agli ioni metallici, ma alla fine del giro, il campo elettrino non
può avere ceduto energia, perché è conservativo, quindi il lavoro è nullo. Se fosse possibile
continuare questo giro, arriveremmo a un assurdo, perché alla fine del giro non è stata data
nessuna energia agli elettroni, eppure lui avrebbe fatto un giro; eda dove viene questa energia
che lui continua a cedere se nessuno gliel’ha data? Sarebbe una violazione del principio di
conservazione di energia.
Analogia: principio che fa scorrere l’acqua in un tubicino. Lei inizia a girare, ma a un certo
punto si ferma. Se no c’è qualcosa che continua a fare girare l’acqua, lei a un certo punto la
perde in energia cinetica, alla fine del giro si ferma a meno che no ci sia qualcosa che rifornisce
continuamente di energia le molecole di acqua. La perde con l’attrito.
Quindi non è sufficiente un campo di natura elettrostatica, ma servirà, in un certo punto del
circuito, un dispositivo che fornisce agli elettroni quell’energia necessaria per compiere un giro
completo e fare ancora e ancora il giro. Questo dispositivo prende il nome di generatore
elettrico, e sviluppa delle forze di tipo necessariamente non conservativo. Scatola che riesce a
fornire agli elettroni l’energia giusta giusta per fare il giro.
Il generatore è quella parte del circuito in cui si sviluppano le forze non conservative che
servono per fornire energia alle cariche elettriche al fine di mantenere stabile la corrente nel
tempo. Vuol dire che dentro al generatore si devono sviluppare delle forze che compiono sulle
cariche elettriche un lavoro positivo.
Geologia astronomia:
Pg 177-178-179 NO
180 solo differenza tra magma primario e secondario
182 – 181 NO
da 213 a 220 no
-Circuito lo dividiamo in due parti: il generatore e la parte esterna al generatore.
Quando noi vogliamo descrivere la corrente all’interno di un circuito, le cariche che veramente
si muovno sno glie elettroni di conduzione. Ma quando si è iniziato a studiare la corrente non si
sapeva bene che cerano gli elettroni, i pritoni ecc. SI è detto, facciamo finta che a muoversi
siano sempre delle cariche positive. Una carica positiva è esattamente uguale a quella che
esegue una ipotetica carica negativva ??? non ho capito bene.
Esternamente al generatore le cariche psitive si muovno sempre, quando c’è l’azione di un
campo eletrico, dai potenziali più basi ai potenziali più alti. Quindi un campo elettrico è in grado
di amnterene, ma solo all’esterno il campo elettrico. Fig 4. il più vuol dire che il potenziale + più
alto, e il meno è più basso. Cmq una volta che arriva al meno, la carica non andrebbe
spontaneamente da un potenziale più basso a un potenziale più alto, servono delle forze non
conservative che fanno fare alla carica un x che non farebbe spontaneamente, cioè va dal
potenziale più basso al potenziale più alto, in virtu delle forze che sono presenti nel generatore
e che obbligano la carica a muoversi in questo modo.quindi la carica riesce a cnora a
completare il giro ed è prona antoca a fare un giro.
Il ruolo del generatore è simile a quello in idraulica di una pompa per l’acqua. Se non i fssero
attriti, continuerebbe tutto il tempo, ma in realtà è impossibile.
Per gli elettroni, questo avviene realmente in natura, si è scoperto che a bassissime
temperature basta dare il primo imputa aglie elttroni, che gli elettroni continuano per anni e
anni. Praticamente non c’è attrito tra elettroni e gli ioni metallici. E’ il caso dei superconduttori(modifica: azono liquido, altri e materiali di ricerca)
-cmq l’elettrone per sua natura non va dal potenziale minore al potenziale maggiore così come
l’acqua per sua natura non va da dove è più basso a dove è più alto, .
-ogni generatore è
Fisica pagine
pag 100103
22/03/11
Disegni: pag 100 del libro [sono disegni miei che ho fatto sul libro o sul qua e ho numerato]
forza elettromotrice = rapporto quando trasportano una certa carica da un punto a potenziale più basso a
quella di potenziale pi alto
nome trae in inganno, non si avevano ben chiare le grandezze fisiche. Le sue dimensioni fisiche essendo
rapporto tra Lavoro e q è in volt
Anziché dire che p il lavoro delle forze, diciamo lavoro del campo non conservativo compiuto all’interno del
generatore andando da potenziale più basso al potenziale più alto.
Modo alternativo. la f elettromotrice di un generatore è pari alla differenza di potenziale che c’è ai capi di
un generatore quando il circuito è aperto, cioè quando non sta circolando corrente. Quando le cariche sono
ferme, non sta circolando corrente e si dice che il circuito è aperto.
Quando il circuito è chiuso, la differenza di potenziale ai capi di un generatore è un po’ più piccola che ai
capi del generatore.
La forza motrice è il numero di Volt scritti su una pila. Ad esempio V=1,5.
Se vogliamo creare generatori con una forza elettromotrice maggiore li possiamo posizionare in serie fig2.
fig 3: altro generatore, collegamento diverso, ma la x.. è uguale, cambia che se si brucia uno c’è l’altro. Si
usa questo quando la pila ricaricabile deve essere ricaricabile.
-Leggi di Ohm. Descrivono il comportamento della corrente nel caso in cui all’interno del circuito sono
inseriti tipicamente dei conduttori di tipo metallico. Non sono di carattere universale, non valgono per
qualsiasi tipo di circuito elettrico, ma quando è costituito da conduttori di tipo metallico o quando
inseriamo all’interno del circuito delle soluzioni idrolitiche, cioè attacchiamo la pila a due pezzi di metallo e
lo inseriamo in una soluzione ricca di ioni in essa disciolti.
-Se abbiamo un conduttore attraversato da una corrente elettrica, quindi deve far parte di un circuito,
quindi ci deve essere da qualche parte un generatore che alimenterà la corrente, se noi andiamo a misurare
la differenza di potenziale che c’è ai capi del nostro conduttore e calcoliamo Delta V= VA – VB
è valida fintanto che il passaggio della corrente no riscalda il conduttore al punto di arrivare quasi in
prossimità della fusione del conduttore stesso; o no siamo a temperature molto basse, anche 200 gradi
sotto zero. Ma se tipicamente siamo a temperatura ambiente questo vale. La costante prende un nome
molto particolare, resistenza elettrica. Questa resistenza elettrica, che rappresenta appunto questa
costante della legge di ohm, dipende dall’oggetto stesso, quindi non solo da che materiale è fatto.
Resistenza elettrica o più semplicemente resistenza.
Oggetto dovremmo chiamarlo: resistore. Ma in pratica anche l’oggetto stesso lo si chiama resistenza.
Il simbolo grafico per dire che li è presente un conduttore con un preciso valore di resistenza elettrica è
quello della fig 2 a pag 104.
UN circuito in cui non è inserita una resistenza viene chiamato un cortocircuito. Anche i fili hanno una loro
esistenza, ma tipicamente è piccolo il loro valore, non trascurabile ma piccolo; tutta la resistenza di solito è
concentrata nella resistenza, tutta l’altra è praticamente minima. Non mettendo la resistenza,
cortocircuitando il circuito si hanno delle correnti così intense che il circuito praticamente si brucia.
Aumento elevatissimo di corrente elettrica, così elevato da essere pericoloso.
1 volt su ampere rappresenta una resistenza di un ohm.
-26/03/11
Abbiamo detto che il rapporto Resistenza elettrica è costante e caratteristico di ogni oggetto.
L’hanno chiamata resistenza perché all’aumentare della differenza di potenziale, aumenta
proporzionalmente la i. C’è una proporzionalità diretta.
E’ chiamata resistenza elettrica perché vuol quantificare una caratteristica di tutti gli oggetti, che sebbene
siano conduttori, alcuni fanno passare agevolmente gli elettroni all’interno,altri un po’ meno. Maggiore è la
resistenza, con più difficoltà gli elettroni riescono a passare. Se l’oggetto ha piccola resistenza elettrica, mi
aspetto grande energia elettrica. Se è grande, a parità di .., piccola.
Quindi un conduttore ideale, immaginario, non avrebbe resistenza elettrica (? credo?). Paradossalmente
vorrebbe dire che gi elettroni continuerebbero a girare, non perderebbero nulla, ma se guadagnerebbero
energia a ogni passaggio, la loro energia a un certo punto diventerebbe infinita.
Caratteristica che ha ogni conduttore di rendere difficile il passaggio della corrente elettrica.
Da cosa dipende? Innanzitutto 1 Ohm è grande o piccola? Possiamo avere resistenze molto basse, casi
limite sono i superconduttori, materiali tenuti a basse temperature dove precipita quasi a zero, così come
può essere elevatissima, perché quella resistenza potrebbe scaldarsi così tanto da rompersi, e gli elettroni
fisicamente non passano più (si ha una resistenza infinita). Possiamo trovare resistenze di un centesimo o
un millesimo, così come mille ohm. Un ohm non è né grande né piccolo.
I fusibili che ci sono nella auto sono fatte di materiali, che, siccome vedremo che quando la corrente passa
nella resistenza sviluppa calore, se la temperatura è alta bisogna evitare che ci siano picchi improvvisi di
corrente, se no le apparecchiature si bruciano. Quindi ci sono dispositivi che si riscaldano, i fusibili, che
raggiungono subito la temperatura di fusione, si rompono e non permettono che tutto quello che c’è dopo
di loro nel circuito si brucia. Quello che c’è prima si può bruciare. Servono per proteggere un circuito dai
picchi di corrente elettrica.
Questo è assoluto, e no gli interessa se la corrente arriva a quella velocità molto velocemente o se arriva in
ore e ore. Quando arriva al punto di fusione si rompe.
Invece un interruttore differenziale valuta anche in quanto tempo cambia la corrente. Se tu tocchi con le
mani bagnate qualcosa di elettrico, la corrente elettrica varia rapidamente, si passa da 1 ohm (Credo) ad
esempio a 20 o 30, e questo genera dei campi magnetici, l’interruttore differenziale.
L’Enel stacca entro un minuto quando assorbi troppa potenza.
-farad unit di misura grande o no? si perché tatnevero che usualmente si usano dei sottomultipli, che sono i
micro farad
tanto è vero che per far capoire che è grande per un singolo conduttore abbiamo fatto l’esempio della
capacità della terra, più grande sfera conduttrice presente sulla terra è la terra stessa, che espressa in farad
era di un millesimo di farad (approssimando 6 a 10) 1 per 10 alla meno 3
Scaglia: che cos’è un condensatore (in generale)?
xxx dipende dalal forma
cosa vuol dire induzione completa? che se depositiamo una carica supponiamo positiva più q su uno dei
due conduttori, sull’altra viene indotta una carica meno q, cioè di ugual valore assolkuto am di segno
contrario
x avere induzione completa due conduttori ci immaginiamo che siano uno attorno all’altro, salvo nel caso di
conduttori piani dove l’induzione completa riusciamo a realizzarla ponendo due superfici vicine tra loro, se
le piastre sono molto vicine
da cosa intende il fatto che un conduttore abbia una alta o bassa capacità elettrica? forma e costante
dielettrica, isoltante che interponiamo tra i due conduttori
ma in particolare, rispetto a quando il condensatore è messo nel vuoto, risoetto a quando tra le armature
c’è un mezzo isolante, la capacità aumenta o diminuisce? aumenta
pperchè con l’isoltan in mezzo le forze diminuiscono, quindi i campi diminuiscono, se diminuiscono per
spostarsi da una parte all’atlra la carica fa lavoro minore
e in delta v … se c’è una quantità più piccola, xxx aumenta
nel caso del condensatore piano formula che ci dà la x ? per superficie, intende quella con una singola
piastra.
come mai un condensatore elettrizzato possiede energia potenziale? perché un condensatore elettrizzato
possiamo dire che possiede energia
per caricare un condensatore abbiamo avuto bisogno di compiere un lavoro, abbiamo dovuto separare le
cariche che prima erano tute mescolate tra di loro, in mood che una piastra risulti una negativa perché
eccesso di eelttroni, e una per carenza di elettroni positiv,a perhcè gli abbiamo portato via.
Per elettrizzare un condensatore è necesario compiere un lavoro perché spontaneamente non si separano
le cariche.
(opp se il sistema si distrugge libera energia, fornisce energia. per costruirlo abbiamo avuto bisogno di
compiere un lavoro).
formula ½ q per delta v
-04/04/11
Quaderno di mate arancio al contrario.
PAg 154 , ex sulla legge di Ohm, corrente elettrica, resistenza elettrica ecc
Numero 1. A differenza del caso statico, dove già parlare di un solo Coulomb depositato su un conduttore è
fuori di testa, non si può realizzare, qui è ok.
Facciamo notare che, durante il passaggio di corrente elettrica, il conduttore neutro continua a essere
neutro. I conduttori si spostano, ma sono sempre tanti quanti sono i protoni.
Se pensiamo che un solo Coulomb ha bisogno di 1019, qui ne abbiamo 1020. Qualcosa come 10 mila miliardi.
Strappare così anti elettroni dal punto di vista statico sarebbe impossibile.
numero 2
se il conduttore si comporta in modo Ohmico, sappiamo che durante il passaggio della corrente elettrica il
rapporto tra x .. è costante, ed esprime proprio la resistenza elettrica.
i due generatori sono collegati in parallelo perché i due terminali sono collegati da un filo. IN serie
avremmo dovuto fare come in fig 3
-condensatori, cosa sono, cosa servono,
capacità
-Numero 7
a livello intuitivo le due resistenze sono in serie
ad un altro livello due resistenze si dicono in serie quando la corrente che attraversa due resistenze è la
stessa. L’aspetto grafico praticamente è una dietro l’altra, non c’è alternativa, la corrente deve sicuramente
andare in quella direzione.
il circuito è equivalente a un circuito dotato di una sola resistenza pari alla somma delle singole resistenze.
-cominciamo con la dif di potenziale ai capi della resistenza da 4
quando diciamo che la cosa è di 12 V, in assoluto non ha senso. Il fatto è che la differenza è che, arivati a
sx,ci troviamo 12 volt in basso di quando si era partiti. on vuol dire che a sinistra c’è zero e a destra c’è 12.
Ma ce se a destra c’è 24, a sinistra c’è 12. Ha senso solo come rapporto.
Si parla di caduta di potenziale, o di tensione, in analogia con la gravità, perché un oggetto ha un’energia
potenziale, quando cade la perde. Ha bisogno di qualcuno che lo prende e lo riporta in alto. Ovviamente,
può cadere in una volta sola, o in varie volte.
Uno dei problemi dei pc, dei processori, non è tanto la velocità, ma il calore. Quando passa la corrente si
disperde tanta energia in calore.
Numero 10, resistenze in parallelo.
se noi seguiamo l’ipotetico percorso di una carica positiva (si fa sempre così), la corrente gira in senso
orario.
La corrente, partita in basso a sx, arriva li e ha tre alternative, la corrente poi si riunisce di nuovo a destra
per tornare. Questo è a livello intuitivo.
E’ simile ad un’enorme sala con tanta gente e ci sono più porte per poter uscire. Invece se ci fosse una
prima porta e poi una seconda porta, tanta gente passa attraverso la prima quanta attraverso la seconda,
quindi qui sono messe in serie.
Invece prima erano messe in parallelo, e in una porta più rgande uscirebbero più persone che in quella
piccola.
A livello formale, come definiamo?
Due o più resistenze si dicono collegat in paralllelo quando ai loro capi c’è la stessa differenza di potenziale.
Si vede che è uguale perché non c’è una caduta di potenziale tra le tre resistenze. Da quando ero a sei a
prima di ognuna delle tre resistenze io sono sempre a 6V. Invece, dopo sono a zero.
A volte i circuiti sono talmente complessi che è difficile rendersi subito conto, ad occhio, che sono in
parallelo.
Un circuito in parallelo è equivalente ad un circuito in cui c’è un’unica resistenza elettrica. Per sapere qual
è la resistenza elettrica equivalente a quelle tre resistenze, prima si sommano i reciproci d ciascuna
resistenza, e quello che si ottiene non è la resistenza, ma il suo reciproco.
Quindi, mentre ocn le resistenze in serie si sommano le resistenze, con le resistenze in parallelo si
sommano i reciproci.
-Percorso 1: ai capi che diff di potenziale c’è? 6
quindi formula 1
la loro soma, tra 1 e 2 e 3 è sei, non a caso.
Se ogni secondo passano 6 elettroni , a destra devo avere 6.
ODmanda mia: non può essere che un ercorso è più lungo? no i circuiti che viediamo sono in corenste
stazionaria, quoindi il conduttore neutro deve continuare ad essere neutro, se ci fosse un’intasamento di
elettroni, ci sarebbe una carica in uno dei nostri fili, e qesto non è possibile.
Solo un piccolo particolare: la forza elettromotrice di un gneratore. Due modi di definirla, uno fa
riferimento al compito di un generatore in un circuito: è il lavoro che fa il lavoro per protare uan caricaq dal
pot più basso al pot più alto diviso la carica stessa. Lavoro diviso q: dimensione: volt
la seconda è che quando non gira corrente, quindi a circuito aperto, equivale alla diff di pot tra i due capi. a
circuito aperto invece la diff di pot è più bassa della forza elettromotrice.
Quando io faccio finta che ai capi di generatore ci sia na diff di potenziale uguale alla forza motrice (fem o
feu?),sto facendo riferimento a un conduttore ideale. IN realtà scende al dis otto di 6 volt. Più scende al di
sotto, più p un generatore pessimo. il top della vita sarebbe avere 6 anche mentre circola corrente.
C’è una caduta perché ci sono delle resistenze elettriche. Ma le cariche perché possano essere trasportate
serve un conduttore, ma se è un conduttore, come tutti i conduttori deve avere una resistenza elettrica,
piccola, ma cmq c’è. Anche all’interno del conduttore un po’ di energia la brucia.
Se dobbiamo alzare una pallina da terra, la pallina va su e già – la corrente è riuscita a girare – ma i miei
muscoli bruciano energia. Ci stanchiamo.
Anche la pila si scalda, non solo il computer. Da un lato il genertore ci aiuta, ma dall’altro anche lui si scalda.
C’è un prezzo da pagare.
La funivia che ci porta in montagna non deve solo sollevare noi, ma anche la funivia stessa. Non esiste la
funivia che non ha una massa e ci porta su lo stesso.
Quindi i dissipatori (o i circuiti?? o i conduttori?? boh non ho capito) reali non saranno come quelli reali.
-09/04/11
Qaderno di fisica.
Ultima volta abbiamo visto delle regolette pratiche quando ci capitano due resistenze in serie o due
equivalenti.
Ora vediamo al legge di Ohm estesa a tutto il circuito, non solo il resistore inserito nel circuito, quindi anche
il generatore.
La foprza promotrice sarebbe la diff di potenziale a circuito chiuso quando circola corrente Quindi ai capi
del conduttore ci sarebbe la stex che …
Ma in realtà, dato che lungo i fili non c’è differenza di potenziale. Cade solo…
La diff di potenziale è più piccola rispetto ala forte motrice. Di quanto? quanto èiù piccolo è proporzionale a
quanta corrente gira. Se ne gira poca, la differenza tra le de quantità è piccola, se è grnade c’è anche una
grande differenza. Se noi osserviamo questo rapporto, il numeratore si misura il volt, perché la forza
motrice si misura in volt. Invece la i si misura in Ampere.
volt su amopere= ohm.
Se eliminiamo il denominatore dalla 1, viene.
Come interpretiamo fisicamente? pensiamo che la r piccola sia al resistenza elettrica che c’è all’interno del
generatore, cioè che la corrente incontra nel passare all’interno del generatore. Nel senso che se fosse un
generatore ideale, la corrente elettrica all’interno del generatore non dovrebbe trovare nessun ostacolo.
Allora avremmo che la forza elettromotrice andrebbe ad uguagliare la diff di potenziale e saremmo nel caso
di un generatore ideale.
Generatore reale, invece, sarà un generatore al cui interno il passaggio della corrente implica comunque
una piccola resistenza elettrica che fa si che quando circola la corrente la diff di potenziale ai capi della
resistenza elettrica sia leggermente minore della forza elettromotrice.
Quindi possiamo immaginarsi la cosa come la combinazione di un generatore reale, con una piccola
resistenza. Fig b. (non sono sicuro)
Nella fig a, le cariche idealmente positive stanno circolando in quel senso.
Cos’ come non tutti i materiali presentano la sessa resistenza, cos’ non tutti i generatori (credo), per così
come sono progettati, presentano lo stesso valore di resistenza interna.
--
Così se abbiamo un generatore di forza elettromotrice di 12 volt, e dentro una resistenza di 0, 51 ohm, e ha
fuori attaccata una resistenza di 50 ohm; la corrente se fosse ideale potremmo fare come nella (3), in realtà
non possiamo ma facciamo.
Questo cosa vuol dire? Classica domanda d’esame: supponi di avere un oggetto che funziona quando è
sottoposto a una differenza di potenziale di 12 Volt. Hai un generatore con una forza elettromotrice di 12
volt, lo attacchi, l’apparecchio funziona o no?
NO, perché se fosse un generatore reale i 12 volt inseriti nel circuito sarebbero anche i 12 volt al capo del
mio apparecchio, ma siccome il generatore presenta una corrente elettrica, quindi l’apparecchio non riesce
a funzionare, l’apparecchio (che praticamente, sta al posto della resistenza, nota by me) vede ai suoi capi
una diff ad esempio di 11,98 Volt.
Lo stesso per la fig 3, alla lampadina arriveranno meno volt e la lampadina non diventerà incandescente.
-Quella della 5 e sei si chiama legge di Ohm estesa a tutto il circuito, perché comprende non solo la
resistenza.
-(invece la resistenza del filo è praticamente nulla)
Se misuriamo la differenza di potenziale, scopriamo che la differenza di potenziale di una pila scarica è
praticamente al stessa; è che si danneggia e la sua resistenza elettrica, che era piccola diventa infinita. E se r
piccolo inizia a diventare enorme, per la 4, ad aumentare del denominatore e a parità di forza motrice, la
nostra corrente va zero. Ma se noi andiamo con un tester a misurare la diff di potenziale tra i due capi,
scopriamo che c’è ancora 1, 5 volt
Quelle ricaricabili, invece, non si sono ancora rotte, e si riesce facendo girare la corrente in senso inverso a
ricaricarlo. Ma il meccanismo non riporta a una situazione uguale all’originale, abbastanza simile. Dopo
tanti cicli non si può più e anche quel tipo di pila, di batteria, di generatore non è più utilizzabile.
-tutte le votle che una carica elettrica apssa atraverso una differenza di potenziale c’è cun lavor oda
compiere. Imamginiamo che la fig d sia un ….
La corrente . cos vuol dire? ci sono delle cariche che epr semplicità rappresentiamo positive che si spostano
dal potenziale più basso (+) a quello più basso (-) tutte le cariche che transitano e escono da - passano
attraverso una differnza di potenziale. Quante sono le cariche che escono da -?
soo per la 7
quindi durante l’atraversamente viene compiuto un lavoro detto dalla 11
ma la differenza di potenzial delta v, per la legge di ohm a sua volta si scrive come Rxi , una i c’era già
diventa la 12.
E? il lavoro che viene compiuto sulle cariche ogni intervallo delta i.
basta prendere il lavoro compiuto nell’unità di itempo e dividerlo per l
ma perché il lavoro compiuto sulel cariche non si trasforma in energia cinetica facendo aumentare la
velocità delle cariche, e invee le cariche escono con la stessa velocità?
perhcè durante il passagio tutta l’energia che acquistano la perdono continuamente con gli urti contro le
particelle del metallo. Viene eprduto alkl’interno della resistenza stessa sotto forma di calore. Quindi gli
ioni, le particelle del nostro conduttore inisano a muoversi a livello microscopico più rapidamente. E’ quello
che noi percepiamo come aumento di temperatura.
bilancio energetico all’itnerno di un cirucito mentre sta
ri è la potena elettrica dissipata all’intedo della resistenza in utilizzo (‘)
quella a dx dell’ugale è la potenza elettrica dissipata all’intero del
fem i
tuta la potenza generata dal nsotro generatore va un po’ dissibata sotto forma di potenza nell’utilizza più
un poì dissipata dal genrato sesso.
Ttta quelal che emtte a disposizione il generatore serve semplicemente a sviluppare il calore, non solo
all’interno della rsistenza, ma anche del generatore stesso.
E’ la conservazione dell’energia.
come quando palleggio: tutta l’enegia data viene eprsa con l’attrico co l’aria, e quando la palla sbatte in
terra, il pavimento si scalda. La potenza che fornisco con il braccio serve per quello.
in parte
Effetto joule: un conduttore al apssaggio delal corrente elettrica si surriscalda, proprio perché all’interno
del conduttore viene dissipata in ogni istante di tempo la resistenza fratto il quadrato della potenza
elettron
-12/04/11
Quaderno di fisica. abbiamo visto le formule scritte adesso. Facciamo notare la forma P. Ora c’è una cattiva
abitudine, prima si scriveva il consumo del dispositivo attraverso i watt, potenza, per cui comprando una
lavastoviglie si vedeva quanto consumava e se ne poteva cercare una che consuma meno. Ora invece sono
degli stronzi e per motivi commerciali danno solo il voltaggio e gli ampere (V per I). Basta moltiplicarlo.
La 4 rappresenta al potenza dissipata nella nostra resistenza (in pratica l’apparecchio che .. il circuito)
La 3 rappresenta il principio di conservazione dell’energia, anche se è scritto sotto forma d potenza, basta
moltiplicare per l’unita di tempo e dice che tanta energia viene fornita tanta viene bruciata, no se ne può
bruciare di più di quanto viene fornita.
Poi c’è la due, per un
Esercizi pag 158
N33
La 1 soltanto applicata al resistore esterno al generatore, quindi solo a un tratto di circuito dove è presente
la resistenza, quindi non coinvolge tutto il circuito.
Se chiamiamo E l’energia dissipata a sx in un certo intervallo di tempo, l’energia a destra sarà pari a 2E.
N 34
(Pura applicazione della formula)
N 35
Le due resistenze sono collegate in serie. Vuol dire che hai capi delle due resistenze c’è la stessa differenza
di potenziale (NON SONO ASSOLUTAMENTE SICURO DI QUESTA COSA. HO DUBBI. Sicuramente c’è la stessa
differenza di potenziale ma non sono sicuro dove).
Adesso, per la 1, ci ricaviamo la Resistenza.
domanda: possiamo sapere quanta corrente circola sopra? (sotto sappiamo che circolano 2 ampere).
Si. Ci sono sempre 12 volt di differenza di potenziale, conosciamo il 2 sotto, usiamo la formula inversa.
(Cmq: forse l’esercizio chiedeva qualcosa in meno e noi siamo andati avanti lo stesso. O forse ci siamo
fermati).
Quanto è la potenza fornita dal generatore? Dobbiamo usare la 3: forza elettromotrice per intensità di
corrente.
E’ un generatore ideale: tuta la potenza che è in grado di fornire serve solo per fare funzionare quelle
resistenze.
N39
Compito: prendiamo qualche elettrodomestico e guardiamo l’etichetta che riporta Delta V e I, e proviamo a
guardare tenendo acceso ad esempio il televisione acceso 1 ora quanta energia consumiamo in casa con
tutti gli elettrodomestici. O il microonde in uno/due minuti.
Il calore è quella forma di energia che gli atomi si scambiano. Se non fossimo fatti da tnate piccole parti non
esisterebbe la termodinamica e non esisterebbe il calore. Ma siccome siamo formati da miliardi di
piccolissime parti, quando due parti sono messe a contatto, si possono scambiare questa piccolissima
(credo che l’aggettivo non centra) forma di energia, che tradizionalmente viene chiamata calore ma è una
forma di energia e si misura in joule.
N 40: basta vere 3 tostapane accesi e già l’Enel ci taglia la corrente.
$ Mega Joule: supponiamo di avere un oggetto di un kilogrammo e doverlo alzare portandolo da terra su un
tavolo alto metro.
Con 4 Mega J lo potremmo fare 400mila volte.
-16/04/11
Ripasso:
La corrente
è un moto ordinato di cariche elettriche. Quando pensi di distinguere un moto ordinato da quello caoticp è
perché hai come riferimento il mov di eletroni di conduzione all’interno di un qualunque conduttore.
Perché se abbiamo qui un conduttore fermo gli elettroni (in realtà anche i protoni del nuleo) ma diciamo gli
elettron i hanno questo moviemnto caotico. Tutti gli oggetti a qualunque temperatura si trovnao son
caratterizzati da un movimento disordinato microscopico. Energia cinetica di movimento a livello
microscopico, che non percepiano visiamente ma è sempre preente. Essendo caotici,e coinvolgendo un
muero enorme di particelle (parlaimo dek numeod ia vogadro) generalmente il movimento è zero,
statisticamente atni elettroni vanno da una parte quanti vanno dall’altr,a il passaggio netto è zero, non c’è
corrente. Altrimenti vedremmo il conduttore muoversi.
Invece, tornando all’esempio dei conduttori,a bbiamo deto che c’è un modoto ordinato di questi elettroni
di conduzione, tiricordi di che velocità stiano parlando generalmente, di grandi velocità o piccole? Piccole,
dell’ordine dle millimetroa l secondo o anche di frazioni di mm al secondo. Per dare un’idea è la velocità
delle lumache, Mediamente glie lettroni che si muovono in modo disordinato, piano ppiano quando c’è
corrente, pur muovendosi in moto caotico, piano piano si muovono verso. Quindi quando c’è una
differenza di potenziale noi riusciamo a sovrapporre a questo moto caotico un moto ordinato.
come se in una carrozza di un treno c’è gente che va avanti indietro (moto caotico con la sua velocità), ma
la carrozza va avanti (la corrente).
-LA velcoità con cui va avanti la correte si chiama la velocità di deriva, per non confonderla con la velocità
degli elettroni che è aratterizzta dalla velocit di deriva più l’altra (NON SONO SICURO SE HO CAPITO BENE).
Detto questo, qual è la grandezza fisica che quantifica qusto fenomeno delal corente elettrica? E’ lntensità
di corrente. E’ data dal rapporto tra la carica che pass attraverso una sezione del conduttore in un certo
intervallo di tempo el’intervallo di tempo stesso. DI conseguenza, in base a questa unitòà di miss, qual è la
grandezza fisica? L’ampere. E quindi che c’è l’ampere? ho un ampere tute le volte che ogni secondo tranita
attraverso una qualsisi sezione del conduttore un Ciulomb di corrente (o di carica? boh)
Quanti elettroni saranno? Ne servono 1019, perché 10-19è la carica dell’elettrone espressa in Coulomb,
quindi ne servono 1019 per avereun coulomb.
Quindi 10 miliardi di miliardi di elettroni. UN numero considevorevolmente elevato di elettroni. Quando
diciamo he c’è un corrente di un amepere in realtà c’è questo numero enorme di eletroni che si stanno
spostando e che attraversano ogni secondo ogni sezione del conduttore
Se c’è della corrente che transita da destra a sinistra, agli effetti della corrente, di quanto vale la corrente,
degli effetti che potrebbe produrre, è la stessa cosa?
In tutti gli effetti pratici la corrente di un ampere potrebbe essere che ci sono 10 miliardi di miliardi che
vanno da sinistra a destra che se ci son gli stessi elettroni che vanno da destra a sinistra.
Cmq dicevano che complessivamente un atomo è neutro. Le proprietà fisiche dipendono solo dal numero
di elettroni o, equivalentemente, di un protone. Ci sono stime sul raggio dell’elettrone che partono
dall’energia. Tanto è vero che è considerato fondamentale. Attualmente il protone non è considerato
fondamentale. SI dice che potrebbe decadere.
Se noi diciamo che la vita di una particella ha vita media di 10 milairdi di anni, è sempre uguale a se stessa
fino alla fine. La probabilità di decdere è sempre la stessa, non dipende dalla storia passata ma solo dalle
leggi della fisica. In ogni istante un protone ha probabilit di decader come 100 anni fa e un miliardo di anni
fa. Non è come gli uomini.
Cmq statitiamente diciamo che un protone vie almeno 10 miliardi di anni. Sarebbe sicuramente un premi
nobel. SI vedrebbe come avviene. Sicuramente si avrebbe una carica totale positiva.
LA carica elettrica non è qualcos che s trova da qualche parte. E? come un oggetto cheè bianco, dove sta il
bianco? Dove sta la mass? Da nessuna parte, è una caratteristica che noi usiamo per descrivere come si
comporta.
Ogni decadimento è un fatto casuale. Ma la casualità oggi non è il caos degli antichi greci, I greci
distinguevano tra cosmos e caos, cioè che è comprensibile e cioè che non lo è, cioè che riusciamo a
sottoporre sotto al nstro ragionamento e ciò che non lo è. Solo che per noi ci sono sempre delle leggi, solo
che sono leggi di probabilità, dicono con ce probabilità.
A seconda dell’intensità delal forza che regola il decadimento più rapido è il decamento. Come mai il
neutrone decade in 15 minuti e come mai invece alcuine particelle che nel mondo reale non eistono più, le
creiamo in laboratorio,sno più veloci? Perché il decadimento di neutrone è regolato da forza debole.
In fisica per forza adesso si itende interezione cioò che governa un fenomeno. C?è stato un ampiamento del
concetto di forza, tanto è verop che il temrine forza è troppo newtoniano, troppo ottocentesco, sembra ceh
qualcuno spinga. L’interazione debole p quella che regola il decadimento di un entrone. per cui più una
forza è forte più è veloce a deda
I decadimenti possono avvenire a cascata. Non è detto che.
-Ampere. Come mai u campo di natura elettrostatica non può mantere una corrente stabile nel tempo ma
prima o poi si ferma?
Perchp il campo elettrostatico compie un lavoro nullo in un circuito chiuso? Perché non è in grado di
manterene?
Perché durante il movimento della corrente elettrica gli elettroni di conduzione duranteie il movimento
disperdono l’energia che viene loro fornita attraverso gli urti con le particelle del metallo conduttore. Se in
un ratto riesce, nel trato di ritorno ntende a riprendere l’energia, ma dice io non ne ho più.ù
Dunque l’effetto del fatto che a un certo punto le cariche si fermano vuol dire che si raggiunge equilirio
elettrostatico duque non c’è iù ampo elettrico, dunque no nc’è più diff di potenziale e tuto si ferma.
Cosa serve per matnere la corrente stabile all’interno di un circuito? un generatore.
Cosa fa:
1: il generatore serve a rifornire continuamente di energia elettrica le cariche affinchè possano continuare
pur perdendo energia a finire il giro per ritornare al punto di partenza a essere compio un nuovo giro,
-- cmq per i suepr conduttori c’è la temperatura did curie che ha ogni amteriale , al di sotto dicmoa che
dipende. Poi ci sono materiali che la hanno poco bassa (ad esempio 5p garadi ma non meno 10.
L’idea è che se è l’agitazione termina che ostacola, allora a libello mcroscopico gli eletroni più abssi soo più
liberi di muoversil
-Per la meccanica classica l’unico modo per avere glie elttroni fermi è lo zero assoluto. In realtà c’è un
principio che dice che non è mai ferma, perché conosceremmo la sua posizione, e per il principio di
indeterminazione …
C’è cmq un movimento, che non si chiama più agitazione termina ma fluttuazione quantistica, ed è questo
che caratterizza sempre gli elettroni anche a temperatura bassissime.
--
Qual è la caratteristica più importante di un generatore? La forza elettromotrice.
Pur chiamandosi forza (p rimasto dall’ottocento quando non si cica cosa fosse che spingeva gli “elettroni”)
E’ il lavoro che sposta … dal punto … fratto … : si misura in volt
vuol dire che
10 volt ad esempi
se un coulomb si sposta psitivo da un polo più alto a uno più basso del generatore, il genratoe ha fatto un
lavoro di 10 (o 12??) joule.
Uno dice: ma 10 milairdi di milairdi di elettorni spostati slo 12 joule di lavoro? Si, perché son piccolissimi,
microscopici. A livello microscpopici 12 joiule sono tantissimo
