Circuito elettrico. Per mantenere la corrente del liquido, occorre che sia ripristinato il dislivello, compito svolto da una pompa idraulica.

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Alessandro Lamberti
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Circuito elettrico Lo studio di un circuito elettrico, ovvero delle proprietà relative alla corrente elettrica che vi fluisce ed ai componenti che costituiscono il circuito (conduttori, resistenze,

Di un circuito elettrico, infatti, possiamo facilmente apprezzarne gli effetti, come l'accensione di una lampadina o di un elettrodomestico, il riscaldamento di un elemento (es.

1 Circuito elettrico Lo studio di un circuito elettrico, ovvero delle proprietà relative alla corrente elettrica che vi fluisce ed ai componenti che costituiscono il circuito (conduttori, resistenze, interruttori, generatori etc.) può essere paragonato, con le dovute differenze, allo studio di un circuito idraulico, ovvero al flusso di un fluido attraverso condutture. Di un circuito elettrico, infatti, possiamo facilmente apprezzarne gli effetti, come l'accensione di una lampadina o di un elettrodomestico, il riscaldamento di un elemento (es. la stessa lampadina, un alimentatore, un asciugacapelli, etc.) Comprendere le cause richiede invece allo studente una minima capacità di astrazione. L'analogia idraulica può essere utile per semplificare questo compito di astrazione e per comprendere meglio alcune proprietà relative alla corrente ed ai componenti di un circuito elettrico. Si può paragonare la corrente elettrica, generata dal movimento di portatori di carica elettrica (elettroni) in materiali conduttori, al flusso di un liquido attraverso un tubo. Consideriamo due serbatoi contenenti un liquido (es. acqua), collegati tramite un tubo. Per fare scorrere l'acqua nel tubo occorre che il liquido si trovi a livelli diversi nei serbatoi, in modo che un volume d'acqua posto ai due livelli abbia una differenza di energia. La differenza di livello esistente fra due serbatoi genera una flusso del liquido nel momento in cui li colleghiamo tramite una conduttura. Questo flusso tende ad annullare nel tempo il dislivello iniziale, finché il liquido non scorre più raggiunte le condizioni di equilibrio (dislivello nullo). Per mantenere la corrente del liquido, occorre che sia ripristinato il dislivello, compito svolto da una pompa idraulica.

La pompa toglie l'acqua dove il livello è basso e la trasporta dove il livello è alto,mantenendo costante il dislivello che causa il flusso del liquido.

Tanto maggiore è il dislivello da mantenere fra i due serbatoi, tanto maggiore sarà l energia che deve fornire la pompa.

2 La pompa toglie l'acqua dove il livello è basso e la trasporta dove il livello è alto,mantenendo costante il dislivello che causa il flusso del liquido. Per svolgere tale compito, la pompa deve fornire la necessaria energia (pressione). Tanto maggiore è il dislivello da mantenere fra i due serbatoi, tanto maggiore sarà l energia che deve fornire la pompa. In modo simile, la differenza di elettrico (o tensione) genera una corrente elettrica. Man mano che fluisce, la corrente tende ad annullare la differenza di iniziale, a meno che non intervenga un componente con compito analogo a quello della pompa idraulica. Tale compito è svolto da una pila (attraverso un processo un processo chimico) o più in generale da un generatore di tensione elettrico, un dispositivo che consente di mantenere ai suoi capi una differenza di costante e quindi un flusso di corrente(movimento di cariche ) all interno del circuito. Proviamo ora a prendere un po' di confidenza con i circuiti elettrci costruendone alcuni di semplici.

3 Costruzione di un circuito elettrico semplice MATERIALE: -Porta lampada con lampada (L ) Si monta il circuito come nella figura e si chiude il circuito schiacciando l'interruttore. OSSERVAZIONI Cosa cambia se si passa da 1,5 V a 3V? Quale è per convenzione il verso della corrente? Cambia qualcosa se si s'invertono interruttore e lampadina?

4 Conduttori o isolanti MATERIALE: -Porta lampada con lampada (L ) -Piastre di allumino, ottone, legno polistirolo, pertinax, vetro acrilico (C) Si monta il circuito come nella figura. Inserendo volta per volta le diverse piastre e all accensione della lampada si comprende se il materiale inserito è un conduttore o un isolante. TABELLA: MATERIALE CONDUTTORE ISOLANTE alluminio ottone legno polistirolo pertinax Vetro acrilico I materiali alluminio e ottone sono conduttori, le materie sintetiche polistirolo, pertinax e vetro acrilico sono isolanti.

5 Deviatore e 2 lampadine MATERIALI: -2 porta lampada con lampade (L1 e L2 ) -Deviatore (D) Si monta il circuito come nella figura,si sposta la levetta del commutatore prima nella parte 1 e poi nella parte 2 A seconda della posizione dell interruttore si accende o la prima lampadina o la seconda. I commutatori sono impiegati ad esempio per le posizioni dei semafori, oppure nelle anticamere per indicare attendere per favore.

6 2 deviatori e una lampadina MATERIALE: -1 porta lampada con lampada (L ) -Deviatori (D1 e D2) Si monta il circuito come nella figura si spostano le levette dei deviatori. Lo scopo dell esperimento è quello di riuscire accendere e spegnere una luce da 2 punti distinti. Lo schema utilizzato è lo stesso degli interruttori di casa, come possiamo vedere nelle immagini

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