Corrente elettrica. Conduttore in equilibrio. Condutture in cui è mantenuta una differenza di potenziale (ddp) E=0 V=cost

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1 Coente elettca Conduttoe n equlbo B E 0 E0 cost B Conduttue n cu è mantenuta una dffeenza d potenzale (ddp) > B E 0 _ B Un campo elettco all nteno d un conduttoe appesenta una stuazone d non equlbo. Un metallo lascato a sè stesso, s pota n equlbo n temp bevssm (0-9 s) a meno che non s mantenga una d.d.p. medante un geneatoe caca negatva caca postva Se, medante un geneatoe, s mantene un campo elettco n un conduttoe, cò poduce un flusso netto d caca: ovveo una coente elettca.

2 Coente elettca n vuoto ( m,q) ma qe qe F F qe qe 0 n un conduttoe F è dovuta all nteazone con gl atom del conduttoe e, medamente, è come una foza d tpo vscoso. sultato è una veloctà d deva v D costante (se E è costante) caca netta che attavesa una supefce S (otogonale) n un tempo t q n q Sv D t v D v D t cache d conduzone pe untà d volume volume

3 Coente elettca q E caca netta attaveso una sup. S ntevallo d tempo q t (ntenstà d) coente elettca C s [ ] untà fondamentale SI Nota: la coente elettca è una gandezza scalae, con segno. Fssato un veso postvo nel ccuto, la coente è postva se l moto d una potetca caca postva è concode, n caso contao l segno è negatvo. q nqvd Su t denstà d coente Denstà d coente vesoe nomale alla supefce S j nqv D ttenzone: v D è la veloctà d deva; la veloctà «temca» delle cache d conduzone può essee molto maggoe

4 Coente elettca L ntenstà d coente elettca s può scvee: ovveo nqv Su D j Su vesoe nomale Che succede se le cache d conduzone hanno segno negatvo? q v D cambano segno entambe, qund l segno della coente (e della denstà d coente) non camba Il veso della denstà d coente è quello della caca postva e concde con l veso del campo elettco. Ne metall gl eletton d conduzone hanno una veloctà temca molto maggoe della veloctà d deva. Esempo: flo d ame d sezone.0 mm, pecoso da coente 0. elettone d conduzone pe atomo d Cu. Denstà δ890 kg/m 3, M63.5 g/mole n m -3 veloctà d deva: m/s (0.74 mm/s) veloctà temca meda: m/s

5 Coente elettca. Legge d contnutà Dalla consevazone della caca elettca deva una legge d contnutà pe la coente elettca. In condzon stazonae cò sgnfca che la coente è la stessa attaveso ogn sezone del flo conduttoe 3 Legge d Kchoff de nod la somma delle coent entant n un nodo è pa alla somma delle coent uscent. 4 n questo caso 4 3

6 Legge d Ohm S consde un conduttoe (ad es. un flo metallco) pecoso da coente elettca E B S se l campo elettco è unfome E l l B la veloctà d deva è popozonale al campo elettco essto In molt condutto (cond. ohmc, ad es. metall) la coente è popozonale alla ddp applcata a legge d Ohm ( ) B kg m : esstenza elettca [ ] Ω 3 s (Ohm) l valoe della esstenza dpende dal mateale e dalla foma geometca del conduttoe

7 Legge d Ohm l Pe un flo d lunghezza l e sezone S s tova: S l ρ S a legge d Ohm [ ρ] Ωm ρ esstvtà: del mateale (dpende dalla tempeatua) mateale ρ(0 C) Ωm l, condutto Cu, ( T ) ρ( T )[ β ( T )] 0 T 0 veto 0 0 solant coeffcente d tempeatua ceamca 0 6 ρ

8 Legge d Ohm appesentazone schematca d un esstoe d esstenza : B B Il potenzale dmnusce nel veso della coente (coè del campo elettco). Caduta d potenzale

9 Geneato Lo stumento n gado d mantenee una dffeenza d potenzale (d.d.p.) a cap d un conduttoe s chama geneatoe. pe l esattezza s dovebbe de geneatoe d foza elettomotce (f.e.m.) Defnzone: foza elettomotce (f.e.m.) d un geneatoe è la dffeenza d potenzale (ddp) che s tova fa suo cap a ccuto apeto Geneatoe apeto. Sposta eletton veso l mosetto negatvo, con accumulo d caca postva all alto polo, fnché s cea una dffeenza d potenzale, e un campo elettco, che mpedsce ulteo spostament. G f.e.m. ε ccuto apeto

10 Geneatoe G - Ccuto chuso su un conduttoe (o su un caco ) Estenamente, gl eletton d conduzone passano dal mosetto negatvo a quello postvo (la coente va dal polo postvo al negatvo). Intenamente: non pù mpedto dal campo elettco opposto, l geneatoe può spostae eletton,, conto la foza elettostatca, dal polo postvo al negatvo. In genee, quando l geneatoe è chuso su un caco, la ddp a suo cap dmnusce (la d.d.p è oa dvesa dalla f.e.m). S attbusce cò ad una esstenza ntena. Un geneatoe deale mantene una ddp a suo cap, ndpendentemente dalla coente. elettodo o polo - - elettodo o polo appesentazone schematca d un geneatoe deale ε

11 Geneatoe deale B Estenamente, un potetca caca postva è taspotata dal campo elettco da a B Intenamente, l geneatoe la pota da B ad, conto l campo elettco. Il geneatoe compe lavoo conto l campo elettco, e contnua a falo fnché non ha esauto la sua enega (chmca nel caso d una battea) peché deale Lavoo pe taspotae una caca q da B ad : dl dq ε dq Potenza eogata da un geneatoe daele : P dl dt ε dq dt P ε potenza postva se ε e hanno lo stesso segno (potenza eogata) potenza negatva se ε e hanno segno opposto (potenza assobta)

12 See e paallelo d esstenze ( ) eq eq k EQ k... 3 esstenze n see eq k k k esstenze n paallelo k k eq [ ]

13 Effetto Joule B Se una caca q passa da a B lungo, la foza elettca compe un lavoo B L E ( ) > 0 q q B t Sccome la veloctà d deva (qund l enega cnetca) non camba c deve esese dsspazone d enega, pa esattamente al lavoo del campo elettco: L E t (se costante o t pccolo) P DISS LE t

14 Il pù semplce ccuto ε qund peché geneatoe deale legge d Ohm ε ttenzone: abbamo mplctamente scelto l veso postvo concode con l geneatoe esempo molto semplce della Legge d Kchoff delle magle (v.) L enega eogata dal geneatoe è ε P G P J potenza dsspata sul esstoe geneatoe Un geneatoe eale s può descvee come un geneatoe deale con una esstenza ntena ()

15 Scaca d un condensatoe C Q 0 -Q 0 un condensatoe d capactà C, nzalmente caco (caca nzale Q 0, ddp. 0 ) vene chuso su un conduttoe (esstoe) d esstenza. C Q -Q una coente elettca, nel veso ndcato, scaca l condensatoe che, all stante t, possede una caca Q e una ddp Q C con dq dt da cu dq dt Q C equazone dffeenzale che ha pe soluzone Q t t C t C ( ) Q 0 e ( t) e 0