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1 Grandezze elettriche Prof. Mario Angelo GIORDANO

2 Intensità della corrente elettrica La corrente elettrica che fluisce lungo un mezzo conduttore è costituita da cariche elettriche; a seconda del tipo di conduzione tali cariche possono essere negative (elettroni, ioni negativi) o positive (ioni positivi).

3 Verso della corrente G + - L U G: generatore U: utilizzatore L: linea di collegamento

4 Definizione Si definisce intensità della corrente elettrica all interno di un conduttore il rapporto tra la carica elettrica Δq che transita lungo una sezione trasversale del conduttore in un certo intervallo di tempo Δt e la durata di tale intervallo: Rappresenta q I = l intensità di t corrente media nel tempo Δt

5 Valore istantaneo i = dq dt L intensità di corrente si misura in ampere (simbolo A), che è un unità di misura fondamentale SI; da essa si ricava l unità di misura della carica elettrica. I = q t q = I t L unità di misura della carica elettrica è il coulomb (simbolo C) 1C=1A x 1s= 1As

6 Forma d onda I I O t O t I>0 I<0

7 I I O t O t Corrente alternativa sinusoidale Corrente sinusoidale raddrizzata a doppia semionda

8 Densità di corrente Si definisce densità di corrente J il rapporto tra l intensità di corrente e l area della sezione stessa J = I S La densità di corrente rappresenta un indice di sfruttamento della sezione: un elevato valore di J indica una maggiore corrente a parità di sezione oppure una minore sezione a parità di corrente. È necessario limitare il valore della densità di corrente per contenere le perdite di potenza nel conduttore e il conseguente riscaldamento.

9 Tensione elettrica W 1 = Q 1 W Q 2 2 Si definisce tensione elettrica tra due punti di un circuito il rapporto tra l energia che viene fornita alla carica elettrica durante il movimento tra i due punti considerati e il valore della carica stessa: W V = Q 1J 1 V = 1 C L unità di misura della tensione è il volt (simbolo V).

10 Esempio Un asciugacapelli viene collegato a una presa con tensione 230V e fatto funzionare per 15 min, durante i quali assorbe una corrente costante, di intensità 4A. Calcolare l energia necessaria per il funzionamento. Q=I*t=4*15*60=3600C W=V*Q=230*3600= J=828 kj

11 Differenza di potenziale La tensione elettrica è detta anche differenza di potenziale (d.d.p.) tra due punti, dove per potenziale elettrico si deve intendere la tensione di un punto rispetto a un riferimento, che si suppone a potenziale zero. V AB =12V A B V A =24V + + V B =12V V=0

12 Potenza elettrica L=W=V*Q P = L t = V * Q t Si definisce potenza elettrica il prodotto: P=V*I L unità di misura della potenza è il watt (simbolo W) 1J 1 W = 1 s 1 W =1V * 1A

13 Resistenza elettrica Si definisce resistenza elettrica di un circuito il rapporto tra la tensione applicata e la corrente circolante: R = V I La resistenza elettrica si misura in ohm (simbolo Ω) 1 Ω = 1V 1A

14 Legge di Ohm Supponendo che tra due punti la resistenza sia costante significa ritenere direttamente proporzionali tra loro tensione e corrente e quindi considerare lineare la legge di variazione V=f(I). L equazione della retta è data da: V=R*I V o I

15 Vi sono dei casi in cui la resistenza non è costante e quindi la legge che lega tensione e corrente non è lineare, in figura è rappresentata la caratteristica tensione corrente di un varistore, ossia di un elemento circuitale la cui resistenza varia con la tensione. V O I

16 Resistività di un conduttore ρ = RS l [ ρ] = Ωmm 2 m

17 Effetto Joule Per valutare quali siano i fattori da cui dipende il valore della potenza prodotta per effetto Joule si parte dall espressione della potenza e si applica la legge di Ohm P=V*I=R*I*I P=RI 2 P = ρl S 2 ρl 2 2 ( JS) = J S = ρj S 2 Sl

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