Laurea in LOGOPEDIA
corso integrato FISICA - disciplina FISICA MEDICA
CORRENTE ELETTRICA
- CORRENTE ELETTRICA CONTINUA
- LEGGI DI OHM
- EFFETTO JOULE
- DISSOCIAZIONE ELETTROLITICA
CORRENTE ELETTRICA
1
CORRENTE ELETTRICA
A
S
S
Dq
i=
Dt
E
+q
dq
i=
dt
B
i
(carica elettrica +q )
dimensioni
[Q][t]–1
unità di misura S.I.
ampere (A) = coulomb s–1
1 ampere = (1.6 10–19 )–1 = 6.25 1018 elettroni s–1
CORRENTE ELETTRICA
2
CORRENTE CONTINUA
Dq
i=
Dt
dq
i=
dt
carica elettrica – q
(carica elettrica +q )
corrente verso opposto
i moto cariche elettriche
moto stazionario : i = costante nel tempo
corrente continua
moto non stazionario : i = variabile nel tempo
i = i(t)
CORRENTE ELETTRICA
3
LEGGI DI OHM
l
A
S
S
B
E
+q
i,J
VA – VB
VA – VB
= R
i
R
R=r l
S
r = f (T)
R = resistenza elettrica del conduttore [R]=[M][L]2[t]–1
unità di misura S.I. ohm (W) = volt ampere–1
r = resistività elettrica = s1 [r]=[M][L]2[t]–1=[R][L]
unità di misura pratica
ohm x cm
CORRENTE ELETTRICA
4
classe
sostanze
r (20°C) ohm cm
argento ............................1.62 10–6
rame ................................ 0.17 10–5
alluminio ........................0.28 10–5
ferro ................................ 1.10 10–5
mercurio .........................9.60 10–5
KCl (C=0.1 osmoli) ................ 85.4
conduttori
liquido interstiziale ................ 60
elettrolitici
siero (25°C) ............................. 83.33
liquido cerebrospinale (18°C) 84.03
assoplasma di assone ............200
1.08
semiconduttori germanio ...............................
silicio ..................................... 100
isolanti
alcool etilico ........................ 3 105
acqua bidistillata ................ 5 105
membrana di assone ......... 109
vetro .................................... 1013
conduttori
metallici
CORRENTE ELETTRICA
5
CIRCUITI IN CORRENTE CONTINUA
resistenze in serie
i
A
R = R1 + R 2
R2
R1
i
DV1
B
DV2
resistenze in parallelo
A
i
i1
i2
B
R2
CORRENTE ELETTRICA
6
1 = 1
1
+
R R1 R2
EFFETTO JOULE
effetto termico della corrente elettrica
energia cinetica elettroni ceduta per urto al reticolo
molecolare del conduttore
generazione di calore
DT = L = Dq DV = i Dt DV =
i2 R
2
DV
Dt = R Dt
2
L
DV
2
W=
= i DV = i R =
R
Dt
produzione di calore
1 caloria = 4.18 joule
Q(cal) = 1 WDt = 1 i2 R Dt = 1 i DV Dt =
4.18
4.18
4.18
2
1
DV
=
Dt
4.18 R
CORRENTE ELETTRICA
7
DISSOCIAZIONE ELETTROLITICA
esempio : NaCl
in acqua
legame ionico
(forza di Coulomb)
Na+
I° : indebolimento del legame
er (aria) 1
er (acqua) 80
qQ
1
Fc = 4p e e 2
o r r
1
}
Cl–
Fc(acqua) 1 Fc(aria)
80
II° : rottura del legame
da urti per agitazione termica
CORRENTE ELETTRICA
8
dissociazione elettrolitica
DISSOCIAZIONE ELETTROLITICA
–
III° : mancata ricombinazione
da polarità molecola H2O
2
+
+ Na
+ –
–
O– – H2+
Cl
–
+
conduttori elettrolitici :acidi, basi, sali in H2O
forte
sostanze organiche
debole dissociazione
forte legame covalente
}
esempio
NaCl
100 molecole NaCl
CORRENTE ELETTRICA
9
in H2O
dissociazione 84 %
84 Na+
84 Cl–
16 NaCl (non dissociate)
184 particelle
1
ELETTROLISI
moto di ioni (q = Ze ) in soluzione
ioni +
ioni –
elettrodo negativo
(catodo K)
elettrodo positivo
(anodo A)
esempio
–
+ G
A
A
I+
B
I–
S
K
nitrato d'argento in acqua
AgNO3
–
+
Ag + NO3
E
deposito al catodo di una massa m
leggi di Faraday
CORRENTE ELETTRICA
10
A
q
m=k
Z
k=
1
No e
