Per il Carbonio nella sua forma Allotropica diamante: Eg =5.5 eV Per il Silicio: Eg =1.1 eV 51 rame silicio Tipo Conduttore Semicond. densità portatori n (m-3) 9 . 1028 1 . 1016 Resistività ρ(Ωm) 2 . 10-8 3. 103 Coeff. Termico di resistività 4 . 10-3 -70 . 10-3 Conduttore: All’aumentare di T aumenta l’agitazione termica, Diminuisce pertanto la resistività. La densità dei portatori rimane invariata. Semiconduttore: Al contrario la resistività diminuisce. La densità dei portatori di carica aumenta notevolmente all’aumentare di T, ed è dominante rispetto all’agitazione termica 52 Energia e Potenza (resistori) dU = Vdq dU = Vdq = iVdt P ( potenza ) = dU = iV potenza elettrica trasferita dt P = iV = [V A] = JC J = = [W ] Watt Cs s P = iV = energia dissipata sul resistore P = iV = i 2R = V R Da cui per l’energia: kWh = 103 W .3600s=3.6 106 J 53 Forza Elettromotrice V- V+ ∆V = V b − Va = −IR Da a) a b) la corrente dal potenziale negativo A quello positivo, energia fornita dall’esterno. r ε − Ir IR = ε − Ir ε I= ∆V = ε r R+r ε =I I 2 R + I 2r 54 Resistori in serie ∆ ∆ ∆V = ∆V1 + ∆V 2 = R1I + R 2 I = (R1 + R 2 ) Req = R1 + R 2 I = I1 + I 2 1 1 ∆V ∆V + = ∆V + I= R1 R2 R1 R2 I= Req = R1 R2 R1 + R2 Req = N i =1 Ri−1 ∆V Req −1 −1 = N 1=1 1 Ri 55 Leggi di Kirchhoff $ % # I1 = I 2 + I 3 " ! " ’ ∆V = Vb − Va = −IR ∆V = Vb − Va = IR ε ∆U ]a = 0 a ε ∆V = Vb − Va = ε ∆V = Vb − Va = −ε 56 Analisi dei circuiti b a d c ramo di un circuito: un singolo elemento o gruppi di elementi che conducono la stessa corrente (in serie). nodo: punto di incrocio fra due o più rami (a, c). anello: qualunque cammino chiuso all’interno del circuito. maglia: anello che non comprende al suo interno alcun cammino chiuso. 57 Legge della tensione di Kirchhoff + V2 - R2 + I V1 + R1 somma delle forze elettromotrici= = somma della cadute di tensione ε= V1 + V2 + V3 V3 R3 - V2 = R 2 I ; V2 = ε I= ε R1 + R 2 + R 3 ; R2 ε. R1 + R 2 + R 3 Partizione di tensione Legge della corrente di Kirchhoff G3 somma delle correnti entranti= = somma della correnti uscenti I3 G2 Is= I1 + I2 + I3 G= + G1 I2 - 1 ; R GT = I1 V Is V= Is ; GT 1 1 1 1 ; = + + RT R1 R 2 R 3 I 2 = G 2V ; V = I2 = G T = G1 + G 2 + G 3 Is G1 + G 2 + G 3 G2 I s ; part. corrente G1 + G 2 + G 3 58 Soluzione di un sistema di equazioni determinanti a11 a12 a13 i indice riga a ij j indice colonna a 21 a 22 a 23 a 31 a 32 a 33 Determinante del 2o ordine determinante di a11 a12 a 21 a 22 ≡ a11 a12 a 21 a 22 = = a11 ⋅ a 22 − a12a 21 Determinante del 3o ordine a11 a12 a13 a 21 a 22 a 23 = a 31 a 32 a 33 a11a 22a 33 + a12a 23a 31 + a13a 21a 33 − − a13a 22a 31 − a 23a 32a11 − a 33a12a 21 a11 a12 a13 a 21 a 22 a 23 a 31 a 32 a 33 a11 a12 a13 a11 a12 a 21 a 22 a 23 a 21 a 22 a 31 a 32 a 33 a 31 a 32 - a11 a12 a13 a 21 a 22 a 23 a 31 a 32 a 33 Moltipl. - Moltipl. 59 a11 a12 a13 a 21 a 22 a 23 a 31 a 32 a 33 I1 b1 I 2 = b2 I3 b3 a11I 1 + a12 I 2 + a13 I 3 = b1 a ij I i = bi a 21I 1 + a 22 I 2 + a 23 I 1 = b2 a 31I 1 + a 32 I 2 + a 33 I 3 = b3 I1 = j b1 a12 a13 a11 b1 a13 a11 a12 b1 b2 a 22 a 23 a 21 b2 a 23 a 21 a 22 b2 a a b b3 a 32 a 33 a b a ; I2 = 31 3 33 ; I3 = 31 32 3 . a11 a12 a13 a11 a12 a13 a11 a12 a13 a 21 a 22 a 23 a 21 a 22 a 23 a 21 a 22 a 23 a 31 a 32 a 33 a 31 a 32 a 33 a 31 a 32 a 33 Esempi: Risolvere i seguenti sistemi: 5V1 + 4V 2 = 31 − 4V1 + 8V 2 = 20 6I 1 − 3I 2 = −4 − 18I 1 + 9I 2 = 12 10 I 1 − 2I 2 − 4I 3 = 10 − 2I 1 + 12I 2 − 6I 3 = −34 − 4I 1 − 6I 2 + 14I 3 = 40 60