Main training FISICA. Lorenzo Manganaro. Lezione 12 Corrente elettrica

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2 Main training FISICA Lorenzo Manganaro Lezione 12 Corrente elettrica

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4 Lezione 12 Corrente Elettrico 1. Leggi di Ohm 2. Legge di Joule 3. Leggi di Kirchhoff e circuiti

5 Statistica Circuiti e potenza assorbita Veterinaria Ottica e Optometria Odontoiatria Medicina Vettori Cinematica - generale - Moti in genere Moto rettilineo uniforme Moto uniformemente accelerato - Caduta libera Moto circolare uniforme Moto parabolico Pendolo - piccole oscillazioni - Moto armonico F=ma, Principi della dinamica - Forza elastica Forza di attrito Dinamica generale - Sistemi di riferimento non inerziali Gravitazione - Campo gravitazionale Keplero Teorema dell'impulso Urti e quantità di moto - cons momento angolare Corpo rigido - leve Lavoro di una forza Energia cinetica Potenziale elastico Potenziale gravitazionale Conservazione dell'energia meccanica Bilancio energetico con forze dissipative Potenza Pressione - Legge di Pascal Legge di Stevino - Esperimento di Torricelli Legge di Archimede Portata- Dinamica in generale Bernoulli Torricelli Calore, Temperatura, calorie, calore specifico Dilatazione termica Equilibrio termico Passaggi di stato Conduzione convezione irraggiamento I principio Macchine termiche - II principio - Ciclo di Carnot Entropia Gas perfetti - cinetica - Leggi di Boyle - Gay Lussac - Eq Trasformazioni (isobara isocora isoterma adiabatica e Ottica geometrica - Lenti Onde stazionarie Effetto Doppler Legge di Coulomb - Campo elettrico Energia - Potenziale elettrostatico Flusso e teorema di Gauss Elettrizzazione - Elettricità - Conduttori - Condensatori Serie e parallelo di condensatori II Legge di Ohm Serie e parallelo di resistenze Corrente - Circuiti elettrici - Leggi di Kirchhoff Effetto Joule - Potenza elettrica - Intensità lampadine Campo magnetico - Magnetismo Forza di Lorentz Biot-Savart - Laplace Teorema di Ampere Induzione elettromagnetica Equazione di Maxwell e onde - Spettro elm Fisica nucleare - Radiazione - Meccanica quantistica Altro: densità-volume-peso specifico

6 La corrente ele+rica Un spostamento ordinate di cariche, definita operativamente come la quantità di carica che attraversa una sezione di conduttore nell unità di tempo I = Q Δt Unità di misura (SI): ampère A 1A = 1C/1s Grandezza scalare Ma quanto vanno veloci gli elettroni?

7 La legge di Ohm L intensità di corrente elettrica che percorre un filo metallico a temperatura costante è proporzionale alla differenza di potenziale tra gli estremi del filo V 100 kω 50 kω V = R I 0,8 kω I

8 La legge di Ohm: Esercizio Ai capi di una resistenza di 50 ohm si applica una differenza di potenziale di 100 V; l'intensità della corrente prodotta è: A. B. C. D. E. 500 A 2 A 0,5 A 150 A 50 A

9 La legge di Ohm: Esercizio Ai capi di una resistenza di 50 ohm si applica una differenza di potenziale di 100 V; l'intensità della corrente prodotta è: A. 500 A B. 2 A C. 0,5 A D. 150 A E. 50 A B

10 Resistenza: La legge di Ohm Unità di misura: ohm ( Ω) = V/A Grandezza scalare, misura la tendenza di un corpo a opporsi al passaggio di corrente elettrica quando sottoposto a una differenza di potenziale Dipende: sia dal materiale sia dalla geometria (lunghezza e sezione), e ha una dipendenza dalla temperatura R = ρ l A

11 La legge di Ohm: Esercizio Un filo di alluminio ha una sezione di 10-6 m 2. Il filo è lungo 16,0 cm ed ha una resistenza pari a Ω. Qual è la resistività dell alluminio di cui è fatto questo filo? A. 2, Ωm B. 2, Ωm C. 2, Ωm D. 6, Ωm E. 6, Ωm

12 La legge di Ohm: Esercizio Un filo di alluminio ha una sezione di 10-6 m 2. Il filo è lungo 16,0 cm ed ha una resistenza pari a Ω. Qual è la resistività dell alluminio di cui è fatto questo filo? A. 2, Ωm B. 2, Ωm C. 2, Ωm D. 6, Ωm E. 6, Ωm C

13 Resis%vità Dipende solamente dal materiale e dalla temperatura ρ ( T ) = ρ ( 1+ αt ) 0 Unità di misura: Ω m Il suo inverso è detto conducibilità

14 Circui& ele*rici Resistenza d.d.p. Condensatore

15 Resistenze in serie e in parallelo Serie Parallelo R eq = R 1 + R 2 1 R eq = 1 R R 2

16 Riepilogo: Serie e parallelo R in serie R eq = R 1 + R R in parallelo R eq = 1 R R C in serie C in parallelo 1 C eq = 1 C C C eq = C 1 + C

17 Serie e parallelo di resistenze: Esercizio Determinare la resistenza equivalente al seguente sistema di resistenze (R 1 =1Ω, R 2 =2Ω, R 3 =3Ω, R 4 =4Ω, R 5 =5Ω, R 6 =6Ω) R 1 R 5 R 2 R 4 R 6 R 3

18 Effetto Joule In un generico elemento circuitale in cui confluisce una corrente I e ai cui capi vi è una differenza di potenziale pari a V la potenza elettrica assorbita vale: Potenza: [P]=W=J/s P = VI Grandezza scalare Nel caso in cui l elemento rispetti la prima legge di ohm: P = VI = V 2 R = RI 2

19 Effe$o Joule: Esercizio La potenza dissipata da un conduttore ohmico di resistenza elettrica R è data dalle formule P = VI = I 2 R = V 2 /R. Quale delle seguenti affermazioni è CORRETTA? A. raddoppiando la tensione applicata al conduttore la potenza dissipata raddoppia B. raddoppiando la corrente che passa nel conduttore la potenza dissipata raddoppia C. la resistenza del conduttore aumenta proporzionalmente al quadrato della tensione applicata D. la resistenza del conduttore non dipende né dalla tensione né dalla corrente E. la resistenza del conduttore diminuisce proporzionalmente al quadrato della corrente che lo attraversa

20 D Effe$o Joule: Esercizio La potenza dissipata da un conduttore ohmico di resistenza elettrica R è data dalle formule P = VI = I 2 R = V 2 /R. Quale delle seguenti affermazioni è CORRETTA? A. B. C. D. E. raddoppiando la tensione applicata al conduttore la potenza dissipata raddoppia raddoppiando la corrente che passa nel conduttore la potenza dissipata raddoppia la resistenza del conduttore aumenta proporzionalmente al quadrato della tensione applicata la resistenza del conduttore non dipende né dalla tensione né dalla corrente la resistenza del conduttore diminuisce proporzionalmente al quadrato della corrente che lo attraversa

21 Circuiti: Leggi di Kirchhoff Nodo: rappresenta un punto del circuito nel quale convergono tre o più rami. Maglia: è una linea chiusa che si ottiene partendo da un nodo e ritornando allo stesso percorrendo rami diversi del circuito. Prima legge: La somma algebrica di tutte le correnti in un nodo di una rete vale 0 (conservazione della carica). Seconda legge: La somma algebrica di tutte le differenze di potenziale in una maglia del circuito vale 0 (conservazione dell energia).

22 Circui&: Esercizio Dato il circuito in figura con R 1 =10Ω, R 2 =20Ω, R 3 =30Ω, R 4 =40Ω, V 1 =10V, V 2 =20V; determinare il valore della corrente in tutti i rami del circuito (intensità e direzione) e la potenza dissipata dal circuito per effetto joule. R 1 V 1 R 2 R 4 V 2 R 3

23 Circuiti: Esercizio2 Dato il circuito in figura con R 1 =12Ω, R 2 =70Ω, R 3 =35Ω, R 4 =10Ω, V=10V; determinare il valore della corrente in tutti i rami del circuito (intensità e direzione) e la potenza dissipata per effetto joule. R 3 R 1 V R 2 R 4

24 Circuiti: Esercizio3 Dato il circuito in figura con R 1 =10Ω, R 2 =10Ω, R 3 =20Ω, R 4 =20Ω, R 5 =40Ω, V 1 =20V, V 2 =10V; determinare il valore della corrente in tutti i rami del circuito (intensità e direzione) e la potenza dissipata per effetto joule sulla resistenza 3. R 1 V 1 R 2 R 4 R 5 R 3 V 2