LA CORRENTE ELETTRICA Giuseppe Frangiamore con la collaborazione di Fabrizio Amico Volta e la corrente elettrica Durante tutto il Settecento gli scienziati si limitarono a osservare i fenomeni elettrostatici, cioè i fenomeni che riguardano i corpi elettrizzati. L’invenzione della pila da parte del fisico italiano Alessandro Volta permise di ottenere cariche in movimento, cioè la corrente elettrica, e di sviluppare la conoscenza dei fenomeni legati al passaggio della corrente attraverso i conduttori. La corrente elettrica La Corrente elettrica è sinteticamente definita come il flusso di elettroni attraverso il filo conduttore , o in altro modo, è un flusso di carica positiva che va dal conduttore a potenziale maggiore al conduttore a potenziale minore. La grandezza caratteristica della corrente elettrica è l’intensità di corrente definita come la quantità di carica Q che attraversa il conduttore nell’unita di tempo ovvero: I=Q/t Pagina 1 I circuiti elettrici Per ottenere una corrente persistente occorre un dispositivo che mantenga i due “poli” a diverso potenziale. Questo dispositivo è detto Generatore perché è in grado di generare una corrente elettrica. Nella sua esemplificazione più semplice un circuito elettrico con un generatore ed una resistenza è rappresentato in figura. Si dice continua una corrente che scorre sempre nello stesso senso e mantiene sempre la stessa intensità. Nei circuiti l’interruttore serve ad aprire e chiudere gli stessi e quindi ad attivarne o disattivarne il flusso di corrente. Alcuni simboli che possono figurare nei circuiti elettrici sono : PILA CONDENSATORE INTERRUTTORE GENERATORE Pagina 2 La resistenza elettrica e la prima legge di OHM Si definisce resistenza elettrica R di un conduttore il rapporto costante tra la tensione ai suoi capi e l’intensità di corrente che lo percorre. R=V/I Questa relazione è nota come prima legge di OHM. L’unita di misura della resistenza è l’OHM indicato con il simbolo Ω. La seconda legge di OHM Si può verificare sperimentalmente che la resistenza di un filo conduttore, oltre che dipendere dal materiale di cui è fatto, è direttamente proporzionale alla sua lunghezza l e inversamente proporzionale alla sua sezione S. Questa affermazione rappresenta la seconda legge di Ohm. R = ρ * l/S ρ = ρ0 * (1+αt) Sistemi di resistenze in serie e in parallelo Si ha un sistema di resistenze in serie quando un circuito è formato da resistenze poste nel modo seguente: Sono caratterizzate dall'essere attraversate dalla stessa intensità di corrente. In tal caso la resistenza equivalente alle effettive resistenze presenti nel circuito si determina (per n. 2 resistenze) con la seguente relazione: Pagina 3 Req = R1+R2 Si ha un sistema di resistenze in parallelo quando un circuito è formato da resistenze poste nel modo seguente: Con tale disposizione le resistenze (R1 e R2) sono caratterizzate dall'avere lo stesso valore della tensione. La resistenza equivalente per il circuito raffigurato si determina con la seguente formula: 1/ Req=1 / R1 + 1/ R2 In generale la resistenza equivalente di un sistema di resistenze in serie è uguale alla somma delle singole resistenze. L’inverso della resistenza equivalente di un sistema di resistenze in parallelo è uguale alla somma dell’inverso di ogni singola resistenza. Pagina 4 Esercizio Dati Incognita ∆v=12 I1;I R1=10 Ohm R2= 15 Ohm R3= 6 Ohm 1) Trovare la resistenza equivalente di quelle in parallelo 1/R1,2= 1/R1+1/R2=1/10+1/15= 3+2/30 = 5/30 = 1/6 = 1/6 2) Trovare la resistenza equivalente di quelle in serie Req= R1,2 + R3 = 6+6 = 12 Ohm I = ∆V/Req= 12/12 = 1 A ∆v3= i* R3= 1-6 = 6 V I1= ∆v-∆v3/R1= 6/10 = 0,6 A I2=∆v-∆v5/R2 = 6/5= 0,4 A Pagina 5