Elettricità - Scuole Maestre Pie

Elettricità
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Elettricità
Accendere una lampadina azionando un interruttore
Accendere un televisore premendo un pulsante
Suonare un campanello
Avviare un motore di una macchina
Accendere un PC
Accendere il microonde
Sono esempi di quanto sia importante e presente nella nostra
vita l’elettricità
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Che cos’è l’elettricità?
?
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Che cos’è l’elettricità?
E’ una proprietà della materia , che
risiede nella struttura degli atomi che
costituiscono la materia stessa.
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Atomo ed elettricità?
Tutta la materi che ci circonda è costituita da
atomi.
Gli atomi sono formati da tre tipi di
particelle:
Protoni
Neutroni
Elettroni
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Atomo ed elettricità?
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Atomo ed elettricità?
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Atomo ed elettricità?
In condizioni normali il numero dei protoni è
uguale al numero di elettroni
L’atomo nel suo insieme è elettricamente
neutro
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Atomo ed elettricità?
Se un atomo perde un elettrone
Le cariche non si compensano più e l’atomo
complessivamente ha una carica positiva
L’atomo diventa uno IONE POSITIVO
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Atomo ed elettricità?
Se un atomo acquista un elettrone
Le cariche non si compensano più e l’atomo
complessivamente ha una carica negativa
L’atomo diventa uno IONE NEGATIVO
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Carica elettrica
Possiamo dire che la carica elettrica consiste
in un eccesso o un difetto di elettroni.
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Carica elettrica
Se molti atomi di un corpo perdono o
acquistano degli elettroni
Allora
L’intero corpo acquisisce una carica positiva o
negativa.
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Carica elettrica: esperimento
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Carica elettrica: esperimento
Se strofiniamo una bacchetta di Bachelite
o plastica con un panno di lana, la lana
cede degli elettroni caricando
negativamente la bacchetta in plastica o
in bachelite.
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Carica elettrica: esperimento
Se strofiniamo una bacchetta di vetro
con un panno di lana, il vetro cede degli
elettroni alla lana caricandosi
positivamente.
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Carica elettrica: esperimento
Cariche uguali si respingono.
Cariche opposte si attraggono.
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Carica elettrica: esperimento
Gli IONI POSITIVI sono instabili e
tendono a ristabilire l’equilibrio
attirando elettroni.
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Corrente Elettrica
Collegando con un filo metallico due
corpi con diversa carica elettrica gli
elettroni tenderanno a muoversi
attraverso il filo dal corpo (-) verso il
corpo (+) in modo da riequilibrare il
tutto.
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Corrente Elettrica
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Corrente Elettrica
Il flusso di elettroni lungo il filo
metallico costituisce la corrente
elettrica.
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Corrente Elettrica: Conduttori o Isolanti
Non tutti i materiali si lasciano
attraversare dalla corrente allo stesso
modo.
In alcuni materiali gli elettroni, legati
debolmente al nucleo, si allontanano
facilmente dall’atomo di appartenenza
muovendosi liberamente.
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Corrente Elettrica: Conduttori o Isolanti
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Corrente Elettrica: Conduttori o Isolanti
I metalli sono detti conduttori poiché si
lasciano attraversare facilmente dalla
corrente elettrica.
La conduttività elettrica è la capacità di
un materiale di condurre corrente.
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Corrente Elettrica: Conduttori o Isolanti
CONDUTTORI:
Rame
Alluminio
Piombo
Mercurio
Oro
Platino
Argento
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Corrente Elettrica: Conduttori o Isolanti
I materiali in cui gli elettroni sono
saldamente legati al nucleo sono detti
Isolanti. Questi materiali non si lasciano
attraversare dalla corrente.
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Corrente Elettrica: Conduttori o Isolanti
ISOLANTI:
Ceramiche
Vetro
Materie Plastiche
Legno essiccato
Gomma
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Generatori di Corrente Elettrica
I generatori sono apparecchiature che
trasformano altre forme di energia in
corrente elettrica.
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Generatori di Corrente Elettrica
I generatori chimici
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Generatori di Corrente Elettrica
I generatori meccanici
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Circuiti Elettrici
Il circuito Elettrico è una struttura in cui
circola della corrente.
Un circuito comprende almeno:
Un generatore
Un utilizzatore
Due fili conduttori : uno di andata dal
generatore all’utilizzatore e uno di ritorno
dall’utilizzatore al generatore.
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Circuiti Elettrici
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Interruttori in serie
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Interruttori in serie (AND)
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IN 1
IN 2
LAMPADINA
Aperto (0)
Aperto (0)
Spenta (0)
Aperto (0)
Chiuso (1)
Spenta (0)
Chiuso (1)
Aperto (0)
Spenta (0)
Chiuso (1)
Chiuso (1)
Accesa (1)
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Interruttori in parallelo
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Interruttori in parallelo (OR)
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IN 1
IN 2
LAMPADINA
Aperto (0)
Aperto (0)
Spenta (0)
Aperto (0)
Chiuso (1)
Accesa (1)
Chiuso (1)
Aperto (0)
Accesa (1)
Chiuso (1)
Chiuso (1)
Accesa (1)
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La resistenza
La resistenza elettrica di un conduttore dipende da alcuni
fattori:
materiale : ogni materiale oppone una diversa resistenza al
passaggio della corrente. Tale caratteristica è rappresentata
dalla resistività indicata con la lettera greca Rho.
lunghezza: la resistenza è direttamente proporzionale alla
lunghezza del conduttore.
sezione: la resistenza è inversamente proporzionale alla
sezione del conduttore.
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La resistenza
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Esercizio:calcolo resistenza
Si calcoli la resistenza di un conduttore con resistività pari a
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, lungo 1 [m] e con una sezione di 2
Ricordo che 2 centimetri quadrati corrispondono a 200 millimetri
quadrati.
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Legge di Ohm
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Legge di Ohm
Una Resistenza R a cui è applicata una differenza di potenziale
ddp è attraversata da una corrente I. Le tre grandezze in
gioco sono legate dalla legge di Ohm:
La ddp si misura in Volt [V]
La corrente I si misura in Ampere [A]
La resistenza si misura in Ohm [Ω]
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Legge di Ohm
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Resistenze in Serie
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Resistenze in Serie
R1 ed R2 sono disposte in serie poiché sono attraversate dalla
stessa corrente I.
La differenza di potenziale ai capi della resistenza R1
Differenza di potenziale tra il punto a e il punto b
ddp(a,b) = R1 *I
La differenza di potenziale ai capi della resistenza R2
Differenza di potenziale tra il punto b e il punto c
ddp(b,c) = R2 *I
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Resistenze in Serie
Differenza di potenziale tra il punto a e il punto c
ddp (a,c) = ddp(a,b) + ddp(b,c) = R1 *I + R2 *I
ddp (a,c) = R1 *I + R2 *I = (R1+R2)*I
ddp (a,c) = (R1+R2)*I = Req * I
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Resistenze in Serie
Req = R1 + R2
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Resistenze in Parallelo
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Resistenze in Parallelo
R1 ed R2 sono disposte in parallelo poiché sono sottoposte alla
stessa ddp.
La corrente che attraversa la resistenza R1 è
I1 = ddp / R1
La corrente che attraversa la resistenza R2 è
I2 = ddp / R2
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Resistenze in Parallelo
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Resistenze in Parallelo
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Esercizio 1
Ai capi di una resistenza R è applicata una ddp di 10 [V] ed è
percorsa da una corrente di 5 [A]. Si calcoli il valore della
resistenza R.
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Esercizio 1
ddp= 10 [V]
I = 5[A]
Legge di Ohm
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Esercizio 2
Ai capi di una resistenza R di 10 [Ω] è applicata una ddp di
10 [V]. Si calcoli il valore della corrente I.
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Esercizio 2
ddp= 10 [V]
R= 10[Ω]
Legge di Ohm
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Esercizio 3
Si consideri un circuito costituito da un generatore di tensione
con una ddp pari 5 [V] e da due resistenze in serie R1 e R2
pari a 6[Ω] e 4 [Ω]. Si disegni il circuito e si calcoli la
corrente I.
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Esercizio 3
ddp= 5 [V]
R1 = 4 [Ω]
R2 = 6 [Ω]
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Esercizio 3
Passo 1)
Disegnare il circuito equivalente
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Esercizio 3
Passo 2)
Calcolo Resistenza equivalente (resistenze in serie)
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Esercizio 3
Passo 3)
Calcolo corrente
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Esercizio 4
Si consideri un circuito costituito da un generatore di tensione
di 5 [V]e da due resistenze in parallelo R1 e R2 pari a 6[Ω] e
4 [Ω]. Si disegni il circuito e si calcoli la corrente I.
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Esercizio 4
ddp= 5 [V]
R1 = 4 [Ω]
R2 = 6 [Ω]
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Esercizio 4
Passo 1)
Disegnare il circuito equivalente
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Esercizio 4
Passo 2)
Calcolo Resistenza equivalente (resistenze in parallelo)
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Esercizio 4
Passo 3)
Calcolo corrente
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