L'energia elettrica e le altre grandezze elettriche

Save this PDF as:
 WORD  PNG  TXT  JPG

Dimensione: px
Iniziare la visualizzazioe della pagina:

Download "L'energia elettrica e le altre grandezze elettriche"

Transcript

1 1. Circuito elettrico elementare L'energia elettrica e le altre grandezze elettriche Cominciamo ad analizzare i fenomeni elettrici con una descrizione dei componenti fondamentali di un circuito elettrico, che sono: o l elemento che produce energia elettrica mediante una trasformazione energetica o l elemento che la trasporta o l elemento che la utilizza. Il più elementare circuito elettrico è quindi costituito da un generatore di tensione (pila o batteria), due conduttori (cavetti), un utilizzatore (lampadina). Se tutti i collegamenti sono corretti la lampadina si accende: si dice che passa corrente elettrica e il circuito è chiuso. Si può interpretare ciò, immaginando che in un circuito elettrico chiuso esista qualcosa che circola senza mai perdersi, qualcosa che già è presente nel circuito ed è pronto a mettersi in movimento appena il circuito viene chiuso, proprio come l'acqua in un condotto. A questo qualcosa diamo il nome di carica elettrica e diciamo che la corrente elettrica è la conseguenza del movimento di carica elettrica. Se si stacca uno dei morsetti o si rompe uno dei conduttori o si svita la lampadina o si rompe il suo filamento, la lampadina, che fa da rivelatore del passaggio di corrente, si spegne. Diciamo che il circuito è aperto e non passa corrente elettrica. Un altro elemento caratteristico è l interruttore che serve ad aprire o chiudere un circuito. Per rappresentare i circuiti elettrici si impiegano simboli che rappresentano i vari componenti: pila (il tratto più lungo indica il polo positivo, il tratto più corto il polo negativo), lampadina, filo, interruttore. Si può quindi sostituire al disegno una rappresentazione grafica che utilizza i simboli convenzionali. 2. Conduttori e isolanti elettrici Il circuito elettrico elementare con una lampadina collegata ad un generatore può essere usato per verificare se un materiale permette il passaggio della corrente elettrica. Interrompiamo il collegamento ed inseriamo materiali diversi lungo il circuito. Se il materiale esaminato lascia passare la corrente anche la lampadina si accenderà. Osserviamo che abbiamo trovato un altra possibile utilizzazione per la lampadina: essa non ci serve solo per rivelare il passaggio di una corrente elettrica ma, attraverso l esame della sua luminosità, ci permette anche di decidere se una corrente è più o meno intensa di un altra. Definiamo conduttori elettrici i materiali che lasciano passare la corrente elettrica, isolanti elettrici quelli che non lasciano passare la corrente elettrica. In laboratorio: Provando nel circuito elementare metalli diversi, si vede che la lampadina si accende con maggiore o minore intensità. Puoi quindi costruire una scala qualitativa di alcuni materiali conduttori (costantana, rame, ferro) ordinandoli dal migliore al peggiore. Prova a inserire nel circuito un filo di plastica o un pezzo di legno o altro per verificare se la lampadina si accende. Anche i liquidi possono comportarsi da conduttori o da isolanti? Per verificarlo anzitutto si deve trovare un modo per stabilire un collegamento tra il liquido e il circuito: si usano due conduttori metallici, detti elettrodi, da inserire nel liquido. Ora puoi chiudere il circuito attraverso un bicchiere contenente acqua distillata: la lampadina non si accende. Aggiungi a poco a poco del sale da cucina badando che si sciolga bene; osserverai che ad un certo punto la lampadina comincia a illuminarsi. Osserva anche cosa succede sugli elettrodi. Il sale ha quindi reso l acqua conduttrice. Sei passato gradualmente da una situazione in cui il liquido si comporta da isolante ad una situazione in cui si comporta da conduttore. Anche se per comodità dal punto di vista elettrico le varie sostanze vengono classificate conduttori e isolanti, in realtà esistono conduttori più o meno buoni e isolanti più o meno buoni: il confine tra le due categorie non è netto, ma graduale e sfumato. L'energia elettrica e le altre grandezze elettriche pag. 1

2 Fino a questo punto ci siamo limitati ad una descrizione qualitativa di alcuni aspetti della conduzione elettrica. Ora introdurremo le grandezze fisiche, cioè misurabili, relative ai fenomeni descritti. 3. La misura delle correnti elettriche Lo strumento per misurare le correnti elettriche si chiama amperometro. L amperometro deve essere inserito in serie nel circuito in modo che il polo positivo del generatore sia collegato al morsetto positivo dell amperometro. Attenzione che l inserimento scorretto (in parallelo) può danneggiare lo strumento stesso. L amperometro collocato in diversi punti del circuito elementare segna sempre la stessa intensità di corrente e quindi è attraversato dalla stessa corrente che attraversa tutti gli altri elementi del circuito. Questo suggerisce che attraverso tutte le sezioni di un circuito elementare la corrente è sempre la stessa, non si ha cioè accumulo di cariche in alcun punto, né scomparsa di cariche elettriche. È una conseguenza del principio di conservazione della carica elettrica. In laboratorio: Ripeti le prove con vari materiali (misure di conducibilità) con l amperometro. In qualche caso l amperometro indica il passaggio di corrente anche se la lampadina non si accende: che cosa ne deduci? 4. Conduttori in serie e in parallelo: la corrente elettrica Disegna lo schema di un circuito con due conduttori (lampadine o altro) in serie, compresi gli strumenti per misurare la corrente in diversi punti del circuito. Poi costruiscilo in laboratorio, tenendo conto che hai a disposizione un solo strumento di misura che dovrai successivamente spostare nei vari punti del circuito per misurare le grandezze richieste. Attenzione all uso dello strumento. Puoi indicare direttamente sul tuo schema le letture degli strumenti. Ripeti le stesse operazioni per un circuito con due conduttori in parallelo. Le misure dovrebbero permetterti di verificare che - in un circuito in serie, l'intensità della corrente elettrica è la stessa in tutti i punti del circuito; - in un circuito in parallelo, la corrente che attraversa il generatore è uguale alla somma delle correnti che attraversano ciascuno dei rami in parallelo del circuito. 5. Definizione di intensità di corrente elettrica Definiamo intensità di corrente il rapporto tra la quantità di carica elettrica che fluisce attraverso la sezione di un conduttore in un certo intervallo di tempo e l intervallo di tempo stesso. quantità di carica intensità di corrente= intervallo ditempo, in simboli i= q t L unità di misura dell intensità di corrente è l ampère (A), quella della carica elettrica si chiama Coulomb (C). Sono legate dalla relazione: 1 ampère = 1 coulomb / 1 secondo. L ampère è quindi l intensità di una corrente che trasporta attraverso la sezione di un conduttore la carica di un coulomb in un secondo. Da segnalare che l ampère è una delle grandezze fondamentali del Sistema Internazionale, mentre il coulomb è una grandezza derivata. L'energia elettrica e le altre grandezze elettriche pag. 2

3 La carica elettrica è una proprietà naturale della materia, che può essere positiva o negativa. Alla scala atomica o a quella nucleare la più piccola quantità di carica (carica elettrica elementare) è posseduta dall elettrone (che ha carica negativa), come fu dimostrato sperimentalmente da Millikan nel 1910 in un celebre esperimento. Tutte le cariche esistenti (negative e positive) in natura sono multiple della carica elementare, in altre parole la carica non può assumere un qualsiasi valore arbitrario, ma solo valori discreti. Il valore della carica elementare è stato misurato, a partire da Millikan, varie volte nel corso degli anni sempre con maggiore precisione e vale attualmente 1, C. Come si vede si tratta di un valore molto piccolo: prova a calcolare l ordine di grandezza del numero di elettroni che passa ogni secondo attraverso il filamento incandescente di una lampadina nei circuiti che hai costruito. 6. Effetto termico della corrente elettrica Anche se la corrente elettrica si può misurare con un amperometro, non è direttamente visibile; invece sono facilmente osservabili i suoi effetti. Abbiamo visto, per esempio, che in un circuito chiuso il passaggio della corrente può essere rivelato dall accendersi di una lampadina. In casa abbiamo moltissimi apparecchi elettrici il cui funzionamento si basa sull effetto termico (produzione di calore) delle correnti elettriche: ferro da stiro, scaldabagno elettrico, lavatrice, lavastoviglie, stufa elettrica anche il filamento di una lampadina brilla perché portato all incandescenza. Possiamo constatare quindi che la corrente elettrica può fornire energia termica. Più precisamente, la trasformazione di energia elettrica in calore viene detta effetto termico della corrente o effetto Joule. Molti apparecchi utilizzano questo effetto per riscaldare l acqua. In essi un avvolgimento metallico (detto resistenza) immerso nell acqua, ma isolato elettricamente da essa, è percorso dalla corrente elettrica. Il calore che si sviluppa per effetto Joule nella resistenza fa aumentare la temperatura dell acqua. Laboratorio: trasformazione di energia elettrica in termica. Osserviamo quindi che quando un elemento di un circuito (lampadina, riscaldatore) è in funzione esso trasferisce energia (luminosa, termica) all esterno. Per il principio di conservazione dell energia, deve allora esistere un meccanismo che fornisca in continuazione all elemento del circuito l energia che perde. È il passaggio della corrente a fornire questa energia: l elemento infatti emette energia quando, e solo quando, esso è attraversato dalle cariche elettriche in moto. Si possono trarre le seguenti conclusioni: o le cariche possiedono energia o le correnti elettriche (ovvero le cariche in movimento) si comportano da trasportatori dell'energia o quando una carica attraversa un elemento di circuito, essa cede una parte della sua energia o l energia ceduta dalla carica viene successivamente riversata nell ambiente esterno dall elemento del circuito. Se ne deduce che una carica possiede energia diversa in diversi punti del circuito: si dice che la carica possiede un energia potenziale elettrica. L emissione di energia da parte di un elemento può allora essere interpretata in questo modo: man mano che la carica fluisce da un estremo all altro di un elemento di un circuito, l energia potenziale della carica diminuisce e l energia da essa perduta in quell elemento viene riversata nell ambiente esterno. Il rapporto E/q, che esprime l energia perduta dall unità di carica nell attraversare l elemento circuitale, definisce una nuova grandezza fisica che si chiama differenza di potenziale ai capi dell elemento circuitale considerato. Da dove proviene l'energia trasportata dalla corrente elettrica? 7. Il ruolo del generatore in un circuito elettrico L energia elettrica riversata verso l esterno dai vari elementi utilizzatori di un circuito elettrico può presentarsi sotto forme diverse: calore, luce, lavoro Sappiamo che l energia è una grandezza fisica che si conserva, quindi il fatto che da un circuito elettrico esca continuamente energia implica che nel circuito esista almeno un elemento che ripristini continuamente l energia delle cariche a spese di altre fonti di energia. Questo elemento è il generatore. In altri termini, le cariche elettriche nel percorrere il circuito perdono progressivamente energia perché la cedono agli utilizzatori che attraversano; affinché esse possano riguadagnare nuova energia potenziale, prima di cominciare a ripercorrere il circuito occorre che almeno un elemento del circuito (il generatore) le rifornisca di energia. L'energia elettrica e le altre grandezze elettriche pag. 3

4 Il termine generatore è improprio: un generatore non produce energia ma piuttosto trasforma in energia elettrica altre forme di energia. Esso quindi costituisce un convertitore di energia. Esistono diversi convertitori di questo tipo. L energia elettrica che arriva alle abitazioni, agli uffici, alle fabbriche, è prodotta utilizzando dinamo e alternatori ai quali viene fornita energia meccanica sfruttando la caduta di acqua da serbatoi naturali o artificiali (centrali idroelettriche) oppure facendo in modo che l alternatore venga azionato dall energia termica di vapori molto caldi che espandendosi ad alte pressioni possono far ruotare una turbina. Per riscaldare il vapore si può bruciare carbone, gas o petrolio (centrali termiche) oppure ricavare calore da una reazione nucleare (centrali nucleari) o utilizzare il calore che proviene dall interno della Terra (centrali geotermiche) o il calore che proviene dal Sole (centrali solari). Anche l energia del vento può essere utilizzata per far ruotare una turbina (centrali eoliche). L energia solare inoltre può essere convertita in energia elettrica anche direttamente mediante dispositivi, detti celle fotovoltaiche, che si comportano come generatori elettrici quando sono colpiti dalla luce. Le pile e gli accumulatori (batterie di un automobile) convertono invece energia chimica in energia elettrica. Si può ottenere un convertitore diretto di energia termica in elettrica utilizzando due fili di diversi metalli, collegati tra loro in due giunzioni a temperature diverse e tenendole a contatto con sorgenti di calore a temperatura diversa (pila termoelettrica). Il rendimento è piuttosto basso, per cui questi dispositivi (coppia termoelettrica) trovano applicazione come misuratori di differenza di temperatura. I microfoni sono convertitori di energia acustica in energia elettrica. In natura esistono anche convertitori biologici di energia chimica in energia elettrica: per esempio i pesci torpedine sono in grado di generare notevoli scosse elettriche di cui si servono per paralizzare le prede. 8. Modello idraulico della corrente elettrica Si può paragonare la corrente elettrica al flusso dell acqua attraverso dei tubi. In questa analogia la batteria è la pompa che spinge l acqua, i fili conduttori corrispondono ai tubi nei quali scorre l acqua e l interruttore funziona in modo analogo al rubinetto. La pompa idraulica che solleva l acqua fino a un certo livello, nel circuito elettrico è rappresentata da un generatore di dislivello elettrico, ad esempio una pila. Il dislivello elettrico è la grandezza che si misura in volt (a definiremo con precisione tra poco). La portata, cioè quanta acqua passa nel tubo ogni secondo, nel circuito elettrico rappresenta intensità di corrente elettrica e si misura in ampère. Misurare l intensità della corrente elettrica equivale quindi a contare quante cariche elettriche passano nel filo ogni secondo! Consideriamo questa analogia anche dal punto di vista dell energia. La pompa solleva acqua dal livello inferiore al livello superiore. Ogni chilogrammo di acqua, superando il dislivello, acquista una certa energia potenziale gravitazionale e nel ridiscendere al livello inferiore può restituirla compiendo un lavoro utile (per esempio può muovere una turbina). Se le perdite di energia del sistema sono trascurabili, l energia trasferita alla turbina è uguale all energia potenziale persa dall acqua, la quale a sua volta è uguale all energia trasferita dalla pompa: in questo dispositivo l acqua, circolando in continuazione, costituisce il tramite attraverso cui si ottiene, come risultato finale il trasferimento di energia dalla pompa alla turbina. Nei circuiti elettrici invece è il flusso delle cariche elettriche che permette di trasferire energia dal generatore all utilizzatore. L'energia elettrica e le altre grandezze elettriche pag. 4

5 9. Interpretazione microscopica della corrente elettrica Interpretiamo i fenomeni di conduzione elettrica servendoci del modello atomico. Nei metalli gli atomi (o meglio gli ioni) sono posti nei vertici della struttura cristallina (e oscillano per agitazione termica attorno alle posizioni di equilibrio), mentre alcuni elettroni (qualche elettrone per atomo) è libero di muoversi in tutto il metallo (elettroni liberi o elettroni di conduzione). In un circuito aperto gli elettroni di conduzione dei cavetti si muovono disordinatamente all interno per effetto degli urti tra elettroni e ioni del reticolo. Se si pensa al cavo come ad un cilindretto di sezione costante, il numero medio di elettroni che attraversano la sezione del cilindro nell unità di tempo è uguale a zero. In un circuito chiuso il moto medio degli elettroni si orienta nel conduttore dal polo negativo al polo positivo del generatore. Possiamo considerare il generatore come un dispositivo capace di orientare il moto medio degli elettroni rifornendo continuamente di energia le cariche che circolano nel circuito. Occorre chiarire che il moto degli elettroni avviene dal polo negativo a quello positivo, mentre il verso convenzionale della corrente si assume positivo dal polo positivo a quello negativo, come se i portatori di carica fossero positivi. Questo non comporta nessuna differenza per quanto riguarda i circuiti elettrici. Possiamo interpretare anche l'effetto termico dal punto di vista microscopico. Consideriamo per esempio il caso di un conduttore metallico, come il filamento di una lampadina. Nell'attraversarlo gli elettroni di conduzione interagiscono con gli atomi del reticolo cristallino. Come risultato gli atomi acquistano energia a spese dell'energia degli elettroni ed il loro moto disordinato di oscillazione intorno alle posizioni di equilibrio aumenta di ampiezza. Dall'esterno ciò viene percepito come aumento della temperatura del conduttore (effetto termico). 10. Definizione di forza elettromotrice di un generatore Per caratterizzare i generatori (pile, batterie, dinamo, pannelli fotovoltaici, alternatori) introduciamo una nuova grandezza detta forza elettromotrice (f.e.m.): la f.e.m. è uguale al lavoro che il generatore compie su una carica unitaria per trasportarla da un punto a potenziale minore a un punto a potenziale maggiore: f.e.m.= L q. In altri termini la forza elettromotrice di un generatore è l energia fornita dal generatore all unità di carica che lo attraversa. La denominazione f.e.m., che deriva dalla tradizione, è impropria in quanto non si riferisce ad una grandezza espressa in newton (forza), ma ad una grandezza espressa in volt. 11. Definizione di differenza di potenziale In generale, si definisce differenza di potenziale (d.d.p.) o tensione tra i punti A e B e si indica con V AB il rapporto tra l energia trasformata nel tratto AB del circuito e la carica che ha attraversato il circuito: V AB = E. q Si ricava E=q V, che si può interpretare come una relazione di proporzionalità diretta tra energia elettrica e carica che attraversa il circuito, oppure tra energia elettrica e tensione ai capi del circuito. L unità di misura della d.d.p. si chiama volt (V). Un volt è la d.d.p. tra due punti di un circuito in cui una corrente di un ampère sviluppa l energia di un joule in un secondo, volt= joule coulomb = joule ampere secondo. Lo strumento che misura la d.d.p. è il voltmetro, che deve essere collegato in parallelo tra i due punti del circuito tra cui si vuole misurare la differenza di potenziale. Nota che anche la tensione è una grandezza fisica con segno, perché scambiando le connessioni cambia il senso delle indicazioni del voltmetro. Confrontando le definizioni delle due grandezze, d.d.p. e f.e.m., si deduce che entrambe si esprimono in volt. L uso della stessa unità di misura non deve però indurre a confondere due grandezze fisiche differenti. Infatti la f.e.m. è l energia, di origine non elettrica, che il generatore fornisce all unità di carica (indicata per esempio sulle pile e misurabile a circuito aperto ai morsetti del generatore), mentre la d.d.p., misurabile a circuito chiuso tra due punti di un circuito elettrico percorso da corrente, è l energia elettrica ceduta da una carica unitaria agli elementi di circuito compresi tra i due punti considerati. Il termine tensione (elettrica) si usa comunemente come sinonimo di entrambe. L'energia elettrica e le altre grandezze elettriche pag. 5

6 12. Conduttori in serie e in parallelo: la differenza di potenziale Disegna lo schema di un circuito con due conduttori (lampadine o altro) in serie, compresi gli strumenti per misurare la differenza di potenziale ai capi dei conduttori e del generatore. Poi costruiscilo in laboratorio, tenendo conto che hai a disposizione un solo strumento di misura che dovrai successivamente spostare nei vari punti del circuito per misurare le grandezze richieste. Puoi indicare direttamente sul tuo schema le letture degli strumenti. Ripeti le stesse operazioni per un circuito con due conduttori in parallelo. Le misure dovrebbero permetterti di verificare che - in un circuito in serie, la d.d.p. esistente ai capi del generatore è uguale alla somma delle d.d.p. esistenti ai capi dei singoli conduttori che compongono il circuito; - in un circuito in parallelo, la d.d.p. esistente ai capi del generatore è uguale a quella esistente ai capi di ciascun conduttore presente nel circuito. 13. Potenza elettrica In generale, la potenza è il rapporto tra energia trasformata e tempo impiegato per la trasformazione, P= E t La potenza misura quindi la velocità con cui l energia di un sistema si trasforma, ovvero caratterizza la rapidità con cui un sistema assorbe o produce lavoro. La potenza elettrica è la quantità di energia elettrica trasformata in un circuito nell unità di tempo. Dalle definizioni di corrente e d.d.p. si trova P= E t = q V i t V = =i V, quindi la potenza elettrica t t trasformata in un dispositivo elettrico è data dal prodotto dell intensità di corrente che lo attraversa per la tensione ai suoi capi. Per quanto riguarda le unità di misura si deduce che watt= ampère volt. Ogni apparecchio elettrico riporta, oltre al valore nominale della tensione che può sopportare, il valore della potenza. Il valore della potenza riportato sull apparecchio è quello effettivo solo quando l apparecchio ha ai suoi capi la tensione nominale Rendimento elettrico In generale, in una trasformazione energetica si definisce rendimento η il rapporto tra l energia trasformata nella forma energia utilizzata utilizzabile e l energia disponibile η= energia disponibile. Il rendimento elettrico è dato quindi dal rapporto tra l energia trasformata dall utilizzatore e l energia elettrica erogata dal generatore. Si tratta di un numero puro (senza unità di misura) in quanto risulta dal rapporto di due grandezze omogenee. Il rendimento spesso si esprime in forma percentuale, che si ottiene moltiplicando per 100 il rapporto precedente. Il rendimento è in genere minore di uno (ovvero minore del 100%) perché l energia trasformata nella forma utile è minore dell energia disponibile. L energia in apparenza mancante (ricordiamo che vale il principio di conservazione dell energia) in effetti viene trasformata in altre forme (spesso calore) non utilizzate nel particolare apparecchio considerato (e quindi constatiamo che esso si scalda). Per esempio in una comune lampadina a incandescenza gran parte dell energia viene trasformata in calore e non in energia luminosa: non è un dispositivo efficiente per l illuminazione! L'energia elettrica e le altre grandezze elettriche pag. 6

7 15. Resistenza elettrica. Abbiamo visto che in un circuito la f.e.m. del generatore è la causa del movimento delle cariche elettriche nel circuito e che aumentando la tensione fornita dal generatore, aumenta la luminosità della lampadina ossia la corrente nel circuito (misurata dall amperometro): ciò indica che c è una relazione tra d.d.p. e corrente. Si definisce resistenza elettrica di un conduttore (o di un utilizzatore) il rapporto tra la differenza di potenziale ai capi del conduttore e l intensità della corrente che lo percorre: R= V i Poiché la tensione e l'intensità di corrente non sono due grandezze omogenee, il loro rapporto, la resistenza, è una nuova grandezza fisica la cui unità di misura è detta ohm (Ω): 1 Ω rappresenta la resistenza di un conduttore che viene percorso da una corrente di 1 ampere quando ai suoi capi si applica la tensione di 1 volt. In termini qualitativi la resistenza elettrica di un conduttore esprime la sua capacità di opporsi al passaggio di corrente: a parità di tensione applicata, maggiore è la resistenza, minore è l intensità di corrente che circola in esso. Il simbolo convenzionale di un conduttore di resistenza non trascurabile (resistore) è. Quando un conduttore è disegnato con un segmento rettilineo esso è considerato di resistenza trascurabile; se invece si intende prendere in considerazione la sua resistenza esso si rappresenta con il simbolo convenzionale della resistenza. In genere, si considera trascurabile la resistenza dei cavi conduttori e degli amperometri presenti in un circuito e si assume che la resistenza sia tutta concentrata negli utilizzatori. 16. La curva caratteristica corrente-tensione. La prima legge di Ohm. La rappresentazione grafica della relazione tra la tensione (variabile indipendente) ai capi di un componente elettrico e la corrente (variabile dipendente) che vi scorre è chiamata curva caratteristica corrente-tensione del componente. Se la curva caratteristica è una retta passante per l'origine delle coordinate, la relazione è nota come prima legge di Ohm, scoperta nel 1826, che quindi si può enunciare nel seguente modo: "L intensità di corrente che attraversa un conduttore (utilizzatore) è direttamente proporzionale alla tensione applicata ai suoi estremi. Il reciproco della pendenza della curva caratteristica rappresenta la resistenza che in questo caso è costante. Nel caso in cui la curva caratteristica non sia una retta, si deduce quindi che la resistenza dell elemento circuitale non è costante. I conduttori che seguono la legge di Ohm si chiamano ohmici (la curva caratteristica corrente tensione è una retta), mentre gli altri vengono detti conduttori non ohmici. Nota 1: quando la resistenza non è costante si definisce la resistenza differenziale (o incrementale): essa è il reciproco della pendenza della (retta tangente alla) curva caratteristica corrente-tensione nel particolare punto che interessa. Talvolta, quella appena definita viene chiamata semplicemente resistenza, benché le due definizioni siano equivalenti solo per un conduttore ohmico la cui curva caratteristica è una retta. Nota 2: L inverso della resistenza è chiamata conduttanza, si misura in Ω -1, una nuova unità di misura nota come siemens (S). La pendenza della curva caratteristica rappresenta quindi la conduttanza. 17. Metodo voltamperometrico. Per determinare sperimentalmente la relazione tra la d.d.p. ai capi di un utilizzatore (o di un conduttore) elettrico e la corrente che circola in esso, ovvero tracciarne la curva caratteristica riportando le misure in un grafico corrente-tensione, il metodo più immediato consiste nel costruire un circuito elementare, inserendo un generatore variabile, l utilizzatore di cui vogliamo studiare il comportamento e i due strumenti (voltmetro e amperometro, inseriti correttamente!) per misurare le due grandezze (tensione e corrente). Tale metodo si chiama metodo voltamperometrico. Laboratorio: curva caratteristica di alcuni conduttori. L'energia elettrica e le altre grandezze elettriche pag. 7

8 18. La seconda legge di Ohm. Resistività. Riprendendo il modello idraulico, intuitivamente la resistenza che offre un tubo al passaggio dell acqua è tanto maggiore quanto più il tubo è lungo e stretto, mentre è minore se il tubo presenta una grande sezione trasversale. Lo stesso si verifica per la dipendenza della resistenza elettrica dalla forma di un conduttore ohmico. A seguito di una serie di esperimenti, Ohm stabilì che la resistenza di un conduttore a sezione costante è direttamente proporzionale alla sua lunghezza l e inversamente proporzionale alla sua sezione trasversale S: R=ρ l S (seconda legge di Ohm). La costante ρ (leggi rho ) si chiama resistività (o resistenza specifica) e dipende dal materiale di cui è fatto il conduttore. La resistività rappresenta la resistenza che un filo di lunghezza e sezione unitaria offre al passaggio della corrente. Come si può dedurre dalla formula, la resistività si misura in ohm metro (Ω m), sebbene spesso, per facilitare i calcoli pratici, si utilizzi l unità Ω mm 2 /m (il valore numerico della resistività di un metallo in tale unità rappresenta infatti la resistenza in ohm di un filo di quel metallo lungo 1 m con sezione di 1 mm 2 ). La tabella sottostante riporta la resistività elettrica ed il coefficiente di temperatura di alcuni materiali riferiti alla temperatura di 0 C. Osservazioni: o L introduzione della resistività consente di porre in termini quantitativi la distinzione fra conduttori (molti dei quali presentano un comportamento approssimativamente ohmico) e isolanti elettrici: fra i migliori conduttori e i migliori isolanti la resistività varia di circa 25 ordini di grandezza! o La resistenza è una caratteristica del conduttore, la resistività è invece una proprietà del materiale di cui il conduttore è fatto. o La resistività di conduttori, isolanti e semiconduttori dipende dalla temperatura a volte in modo complesso. Per i conduttori metallici, la resistività in prima approssimazione cresce linearmente con la temperatura secondo una legge del tipo ρ=ρ 0 1 α t, dove ρ 0 è la resistività alla temperatura di 0 C, t è la temperatura in gradi Celsius e α è una nuova grandezza caratteristica dei vari materiali, detta coefficiente resistivo di temperatura. Questa legge empirica permette di determinare la resistività, che nelle tabelle è riferita a 0 C, ad altre temperature. o La costantana (60% Cu, 40% Ni) è una lega, la cui resistività dipende pochissimo dalla temperatura. o La dipendenza della resistenza dalla temperatura permette di costruire termometri a resistenza, strumenti che sfruttano questa proprietà, anziché la dilatazione termica, per misurare la temperatura. Buoni conduttori Conduttori Semiconduttori Isolanti materiale resistività elettrica ρ 0 [Ω mm 2 /m] coeff. di temperatura α [1/ C] Argento 0, Rame 0,016 4, Oro 0,021 3, Alluminio 0,026 4, Tungsteno (Wolframio) 0,05 4, Stagno 0,115 4, Ferro dolce 0,13 4, Piombo 0,2 4, Manganina (Cu, Mn, Ni) 0,4 0, Costantana (Cu, Ni) 0,5 ~ 0 Ferro-Nichel 0,85 0, Mercurio 0,951 0, Carbone 30 negativo Germanio purissimo negativo Silicio purissimo negativo Olio minerale ~ Porcellana ~ Mica ~ Polistirolo ~ L'energia elettrica e le altre grandezze elettriche pag. 8

LA CORRENTE ELETTRICA Prof. Erasmo Modica erasmo@galois.it

LA CORRENTE ELETTRICA Prof. Erasmo Modica erasmo@galois.it LA CORRENTE ELETTRICA Prof. Erasmo Modica erasmo@galois.it L INTENSITÀ DELLA CORRENTE ELETTRICA Consideriamo una lampadina inserita in un circuito elettrico costituito da fili metallici ed un interruttore.

Dettagli

Correnti e circuiti a corrente continua. La corrente elettrica

Correnti e circuiti a corrente continua. La corrente elettrica Correnti e circuiti a corrente continua La corrente elettrica Corrente elettrica: carica che fluisce attraverso la sezione di un conduttore in una unità di tempo Q t Q lim t 0 t ntensità di corrente media

Dettagli

Corrente elettrica. Esempio LA CORRENTE ELETTRICA CONTINUA. Cos è la corrente elettrica? Definizione di intensità di corrente elettrica

Corrente elettrica. Esempio LA CORRENTE ELETTRICA CONTINUA. Cos è la corrente elettrica? Definizione di intensità di corrente elettrica Corrente elettrica LA CORRENTE ELETTRICA CONTINUA Cos è la corrente elettrica? La corrente elettrica è un flusso di elettroni che si spostano dentro un conduttore dal polo negativo verso il polo positivo

Dettagli

LA CORRENTE ELETTRICA CONTINUA

LA CORRENTE ELETTRICA CONTINUA LA CORRENTE ELETTRICA CONTINUA (Fenomeno, indipendente dal tempo, che si osserva nei corpi conduttori quando le cariche elettriche fluiscono in essi.) Un conduttore metallico è in equilibrio elettrostatico

Dettagli

Correnti e circuiti a corrente continua. La corrente elettrica

Correnti e circuiti a corrente continua. La corrente elettrica Correnti e circuiti a corrente continua La corrente elettrica Corrente elettrica: carica che fluisce attraverso la sezione di un conduttore in una unità di tempo Q t Q lim t 0 t ntensità di corrente media

Dettagli

La corrente elettrica La resistenza elettrica La seconda legge di Ohm Resistività e temperatura L effetto termico della corrente

La corrente elettrica La resistenza elettrica La seconda legge di Ohm Resistività e temperatura L effetto termico della corrente Unità G16 - La corrente elettrica continua La corrente elettrica La resistenza elettrica La seconda legge di Ohm Resistività e temperatura L effetto termico della corrente 1 Lezione 1 - La corrente elettrica

Dettagli

LA CORRENTE ELETTRICA

LA CORRENTE ELETTRICA L CORRENTE ELETTRIC H P h Prima che si raggiunga l equilibrio c è un intervallo di tempo dove il livello del fluido non è uguale. Il verso del movimento del fluido va dal vaso a livello maggiore () verso

Dettagli

GRANDEZZE ELETTRICHE E COMPONENTI

GRANDEZZE ELETTRICHE E COMPONENTI Capitolo3:Layout 1 17-10-2012 15:33 Pagina 73 CAPITOLO 3 GRANDEZZE ELETTRICHE E COMPONENTI OBIETTIVI Conoscere le grandezze fisiche necessarie alla trattazione dei circuiti elettrici Comprendere la necessità

Dettagli

CORRENTE ELETTRICA. La grandezza fisica che descrive la corrente elettrica è l intensità di corrente.

CORRENTE ELETTRICA. La grandezza fisica che descrive la corrente elettrica è l intensità di corrente. CORRENTE ELETTRICA Si definisce CORRENTE ELETTRICA un moto ordinato di cariche elettriche. Il moto ordinato è distinto dal moto termico, che è invece disordinato, ed è sovrapposto a questo. Il moto ordinato

Dettagli

CAPITOLO I CORRENTE ELETTRICA. Copyright ISHTAR - Ottobre 2003 1

CAPITOLO I CORRENTE ELETTRICA. Copyright ISHTAR - Ottobre 2003 1 CAPITOLO I CORRENTE ELETTRICA Copyright ISHTAR - Ottobre 2003 1 INDICE CORRENTE ELETTRICA...3 INTENSITÀ DI CORRENTE...4 Carica elettrica...4 LE CORRENTI CONTINUE O STAZIONARIE...5 CARICA ELETTRICA ELEMENTARE...6

Dettagli

Corrente Elettrica. dq dt

Corrente Elettrica. dq dt Corrente Elettrica Finora abbiamo considerato le cariche elettriche fisse: Elettrostatica Consideriamole adesso in movimento! La carica in moto forma una corrente elettrica. L intensità di corrente è uguale

Dettagli

Generatore di Forza Elettromotrice

Generatore di Forza Elettromotrice CIRCUITI ELETTRICI Corrente Elettrica 1. La corrente elettrica è un flusso ordinato di carica elettrica. 2. L intensità di corrente elettrica (i) è definita come la quantità di carica che attraversa una

Dettagli

Corrente elettrica stazionaria

Corrente elettrica stazionaria Corrente elettrica stazionaria Negli atomi di un metallo gli elettroni periferici non si legano ai singoli atomi, ma sono liberi di muoversi nel reticolo formato dagli ioni positivi e sono detti elettroni

Dettagli

Analogia tra il circuito elettrico e il circuito idraulico

Analogia tra il circuito elettrico e il circuito idraulico UNIVERSITÁ DEGLI STUDI DELL AQUILA Scuola di Specializzazione per la Formazione degli Insegnanti nella Scuola Secondaria Analogia tra il circuito elettrico e il circuito idraulico Prof. Umberto Buontempo

Dettagli

CORRENTE ELETTRICA Intensità e densità di corrente sistema formato da due conduttori carichi a potenziali V 1 e V 2 isolati tra loro V 2 > V 1 V 2

CORRENTE ELETTRICA Intensità e densità di corrente sistema formato da due conduttori carichi a potenziali V 1 e V 2 isolati tra loro V 2 > V 1 V 2 COENTE ELETTICA Intensità e densità di corrente sistema formato da due conduttori carichi a potenziali V 1 e V isolati tra loro V > V 1 V V 1 Li colleghiamo mediante un conduttore Fase transitoria: sotto

Dettagli

Come ottengo la CORRENTE ELETTRICA

Come ottengo la CORRENTE ELETTRICA COS È L ELETTRICITÀ Come ottengo la CORRENTE ELETTRICA si produce con i generatori di corrente che possono essere chimici, meccanici oppure utilizzare l'energia del sole Generatori meccanici che producono

Dettagli

La corrente e le leggi di Ohm

La corrente e le leggi di Ohm La corrente e le leggi di Ohm Elettroni di conduzione La conduzione elettrica, che definiremo successivamente, consiste nel passaggio di cariche elettriche da un punto ad un altro di un corpo conduttore.

Dettagli

Visione d insieme DOMANDE E RISPOSTE SULL UNITÀ

Visione d insieme DOMANDE E RISPOSTE SULL UNITÀ Visione d insieme DOMANDE E RISPOSTE SULL UNITÀ Che cos è la corrente elettrica? Nei conduttori metallici la corrente è un flusso di elettroni. L intensità della corrente è il rapporto tra la quantità

Dettagli

dove Q è la carica che attraversa la sezione S del conduttore nel tempo t;

dove Q è la carica che attraversa la sezione S del conduttore nel tempo t; CAPITOLO CIRCUITI IN CORRENTE CONTINUA Definizioni Dato un conduttore filiforme ed una sua sezione normale S si definisce: Corrente elettrica i Q = (1) t dove Q è la carica che attraversa la sezione S

Dettagli

CORRENTE ELETTRICA Corso di Fisica per la Facoltà di Farmacia, Università G. D Annunzio, Cosimo Del Gratta 2007

CORRENTE ELETTRICA Corso di Fisica per la Facoltà di Farmacia, Università G. D Annunzio, Cosimo Del Gratta 2007 CORRENTE ELETTRICA INTRODUZIONE Dopo lo studio dell elettrostatica, nella quale abbiamo descritto distribuzioni e sistemi di cariche elettriche in quiete, passiamo allo studio di fenomeni nei quali le

Dettagli

Carica positiva e carica negativa

Carica positiva e carica negativa Elettrostatica Fin dal 600 a.c. si erano studiati alcuni effetti prodotti dallo sfregamento di una resina fossile, l ambra (dal cui nome in greco electron deriva il termine elettricità) con alcuni tipi

Dettagli

Tesina di scienze. L Elettricità. Le forze elettriche

Tesina di scienze. L Elettricità. Le forze elettriche Tesina di scienze L Elettricità Le forze elettriche In natura esistono due forme di elettricità: quella negativa e quella positiva. Queste due energie si attraggono fra loro, mentre gli stessi tipi di

Dettagli

Unità 12. La corrente elettrica

Unità 12. La corrente elettrica Unità 12 La corrente elettrica L elettricità risiede nell atomo Modello dell atomo: al centro c è il nucleo formato da protoni e neutroni ben legati tra di loro; in orbita intorno al nucleo si trovano

Dettagli

PRIMA LEGGE DI OHM OBIETTIVO: NOTE TEORICHE: Differenza di potenziale Generatore di tensione Corrente elettrica

PRIMA LEGGE DI OHM OBIETTIVO: NOTE TEORICHE: Differenza di potenziale Generatore di tensione Corrente elettrica Liceo Scientifico G. TARANTINO ALUNNO: Pellicciari Girolamo VG PRIMA LEGGE DI OHM OBIETTIVO: Verificare la Prima leggi di Ohm in un circuito ohmico (o resistore) cioè verificare che l intensità di corrente

Dettagli

La corrente elettrica

La corrente elettrica Lampadina Ferro da stiro Altoparlante Moto di cariche elettrice Nei metalli i portatori di carica sono gli elettroni Agitazione termica - moto caotico velocità media 10 5 m/s Non costituiscono una corrente

Dettagli

Generatore di forza elettromotrice f.e.m.

Generatore di forza elettromotrice f.e.m. Generatore di forza elettromotrice f.e.m. Un dispositivo che mantiene una differenza di potenziale tra una coppia di terminali batterie generatori elettrici celle solari termopile celle a combustibile

Dettagli

Esercizi e considerazioni pratiche sulla legge di ohm e la potenza

Esercizi e considerazioni pratiche sulla legge di ohm e la potenza Esercizi e considerazioni pratiche sulla legge di ohm e la potenza Come detto precedentemente la legge di ohm lega la tensione e la corrente con un altro parametro detto "resistenza". Di seguito sono presenti

Dettagli

La corrente e le leggi di Ohm

La corrente e le leggi di Ohm La corrente e le leggi di Ohm Elettroni di conduzione La conduzione elettrica, che definiremo successivamente, consiste nel passaggio di cariche elettriche da un punto ad un altro di un corpo conduttore.

Dettagli

Inizia presentazione

Inizia presentazione Inizia presentazione Che si misura in ampère può essere generata In simboli A da pile dal movimento di spire conduttrici all interno di campi magnetici come per esempio nelle dinamo e negli alternatori

Dettagli

Michele D'Amico (premiere) 6 May 2012

Michele D'Amico (premiere) 6 May 2012 Michele D'Amico (premiere) CORRENTE ELETTRICA 6 May 2012 Introduzione La corrente elettrica può essere definita come il movimento ordinato di cariche elettriche, dove per convenzione si stabilisce la direzione

Dettagli

1. La corrente elettrica

1. La corrente elettrica . Elettrodinamica. La corrente elettrica Finora abbiamo studiato situazioni in cui le cariche elettriche erano ferme. Nell elettrodinamica si studia il moto delle cariche elettriche. Una corrente elettrica

Dettagli

Corrente elettrica. La disputa Galvani - Volta

Corrente elettrica. La disputa Galvani - Volta Corrente elettrica La disputa Galvani - Volta Galvani scopre che due bastoncini di metalli diversi, in una rana, ne fanno contrarre i muscoli Lo interpreta come energia vitale Volta attribuisce il fenomeno

Dettagli

Corrente ele)rica. Cariche in movimento e legge di Ohm

Corrente ele)rica. Cariche in movimento e legge di Ohm Corrente ele)rica Cariche in movimento e legge di Ohm Corrente ele)rica Nei metalli si possono avere elettroni che si muovono anche velocemente fra un estremo e l altro del metallo, ma la risultante istante

Dettagli

Elettricità e magnetismo

Elettricità e magnetismo E1 Cos'è l'elettricità La carica elettrica è una proprietà delle particelle elementari (protoni e elettroni) che formano l'atomo. I protoni hanno carica elettrica positiva. Gli elettroni hanno carica elettrica

Dettagli

- semplicità delle macchine generatrici (alternatori) - possibilità di utilizzare semplicemente i trasformatori

- semplicità delle macchine generatrici (alternatori) - possibilità di utilizzare semplicemente i trasformatori ITCG CATTANEO CON LICEO DALL AGLIO - via M. di Canossa - Castelnovo ne Monti (RE) SEZIONE I.T.I. Le Correnti Alternate Come vedremo è piuttosto semplice produrre tensioni, e di conseguenza correnti, che

Dettagli

TERZA LEZIONE (4 ore): INTERAZIONE MAGNETICA

TERZA LEZIONE (4 ore): INTERAZIONE MAGNETICA TERZA LEZIONE (4 ore): INTERAZIONE MAGNETICA Evidenza dell interazione magnetica; sorgenti delle azioni magnetiche; forze tra poli magnetici, il campo magnetico Forza magnetica su una carica in moto; particella

Dettagli

1 di 3 07/06/2010 14.04

1 di 3 07/06/2010 14.04 Principi 1 http://digilander.libero.it/emmepi347/la%20pagina%20di%20elettronic... 1 di 3 07/06/2010 14.04 Community emmepi347 Profilo Blog Video Sito Foto Amici Esplora L'atomo Ogni materiale conosciuto

Dettagli

Il Corso di Fisica per Scienze Biologiche

Il Corso di Fisica per Scienze Biologiche Il Corso di Fisica per Scienze Biologiche Ø Prof. Attilio Santocchia Ø Ufficio presso il Dipartimento di Fisica (Quinto Piano) Tel. 075-585 2708 Ø E-mail: attilio.santocchia@pg.infn.it Ø Web: http://www.fisica.unipg.it/~attilio.santocchia

Dettagli

Circuiti Elettrici. Elementi di circuito: resistori, generatori di differenza di potenziale

Circuiti Elettrici. Elementi di circuito: resistori, generatori di differenza di potenziale Circuiti Elettrici Corrente elettrica Legge di Ohm Elementi di circuito: resistori, generatori di differenza di potenziale Leggi di Kirchhoff Elementi di circuito: voltmetri, amperometri, condensatori

Dettagli

RIASSUNTO DI FISICA 3 a LICEO

RIASSUNTO DI FISICA 3 a LICEO RIASSUNTO DI FISICA 3 a LICEO ELETTROLOGIA 1) CONCETTI FONDAMENTALI Cariche elettriche: cariche elettriche dello stesso segno si respingono e cariche elettriche di segno opposto si attraggono. Conduttore:

Dettagli

In un collegamento in parallelo ogni lampadina ha. sorgente di energia (pile) del circuito. i elettrici casalinghi, dove tutti gli utilizzatori sono

In un collegamento in parallelo ogni lampadina ha. sorgente di energia (pile) del circuito. i elettrici casalinghi, dove tutti gli utilizzatori sono I CIRCUITI ELETTRICI di CHIARA FORCELLINI Materiale Usato: 5 lampadine Mammut 4 pile da 1,5 volt (6Volt)+Portabatteria Tester (amperometro e voltmetro) I circuiti in Parallelo In un collegamento in parallelo

Dettagli

Induzione magnetica. Corrente indotta. Corrente indotta. Esempio. Definizione di flusso magnetico INDUZIONE MAGNETICA E ONDE ELETTROMAGNETICHE

Induzione magnetica. Corrente indotta. Corrente indotta. Esempio. Definizione di flusso magnetico INDUZIONE MAGNETICA E ONDE ELETTROMAGNETICHE Induzione magnetica INDUZIONE MAGNETICA E ONDE ELETTROMAGNETICHE Che cos è l induzione magnetica? Si parla di induzione magnetica quando si misura una intensità di corrente diversa da zero che attraversa

Dettagli

L ENERGIA. Il calore di un termosifone non si vede, ma provate a metterci una mano sopra!

L ENERGIA. Il calore di un termosifone non si vede, ma provate a metterci una mano sopra! L ENERGIA 1 COS E L ENERGIA? L energia è una cosa astratta, non si tocca e non si vede, ma se ne conoscono gli aspetti e gli effetti. Il calore di un termosifone non si vede, ma provate a metterci una

Dettagli

CORRENTE E TENSIONE ELETTRICA LA CORRENTE ELETTRICA

CORRENTE E TENSIONE ELETTRICA LA CORRENTE ELETTRICA CORRENTE E TENSIONE ELETTRICA La conoscenza delle grandezze elettriche fondamentali (corrente e tensione) è indispensabile per definire lo stato di un circuito elettrico. LA CORRENTE ELETTRICA DEFINIZIONE:

Dettagli

Q t CORRENTI ELETTRICHE

Q t CORRENTI ELETTRICHE CORRENTI ELETTRICHE La corrente elettrica è un flusso di particelle cariche. L intensità di una corrente è definita come la quantità di carica netta che attraversa nell unità di tempo una superficie: I

Dettagli

ELETTROSTATICA + Carica Elettrica + Campi Elettrici + Legge di Gauss + Potenziale Elettrico + Capacita Elettrica

ELETTROSTATICA + Carica Elettrica + Campi Elettrici + Legge di Gauss + Potenziale Elettrico + Capacita Elettrica ELETTROSTATICA + Carica Elettrica + Campi Elettrici + Legge di Gauss + Potenziale Elettrico + Capacita Elettrica ELETTRODINAMICA + Correnti + Campi Magnetici + Induzione e Induttanza + Equazioni di Maxwell

Dettagli

Forme di energia alternative

Forme di energia alternative Forme di energia alternative L energia, bene primario della nostra società, è utilizzata costantemente durante tutto l arco della giornata, da quando ci svegliamo la mattina fino a quando andiamo a dormire

Dettagli

funziona meglio con FIREFOX! FENOMENI ELETTROSTATICI mappa 1 mappa 2 mappa 3 mappa 4 http://cmap.ihmc.us/

funziona meglio con FIREFOX! FENOMENI ELETTROSTATICI mappa 1 mappa 2 mappa 3 mappa 4 http://cmap.ihmc.us/ mappa 1 mappa 2 mappa 3 mappa 4 http://cmap.ihmc.us/ funziona meglio con FIREFOX! FENOMENI ELETTROSTATICI Struttura dell'atomo (nucleo, protoni, neutroni, elettroni); cariche elettriche elementari (elettrone,

Dettagli

Temperatura e Calore

Temperatura e Calore Temperatura e Calore 1 Temperatura e Calore Stati di Aggregazione Temperatura Scale Termometriche Dilatazione Termica Il Calore L Equilibrio Termico La Propagazione del Calore I Passaggi di Stato 2 Gli

Dettagli

La corrente elettrica

La corrente elettrica PROGRAMMA OPERATIVO NAZIONALE Fondo Sociale Europeo "Competenze per lo Sviluppo" Obiettivo C-Azione C1: Dall esperienza alla legge: la Fisica in Laboratorio La corrente elettrica Sommario 1) Corrente elettrica

Dettagli

Due cariche positive si respingono, due cariche negative si respingono, una carica positiva e una negativa si attraggono.

Due cariche positive si respingono, due cariche negative si respingono, una carica positiva e una negativa si attraggono. 2012 11 08 pagina 1 Carica elettrica Esistono cariche elettriche di due tipi: positiva e negativa. Due cariche positive si respingono, due cariche negative si respingono, una carica positiva e una negativa

Dettagli

E possibile classificazione i trasduttori in base a diversi criteri, ad esempio: Criterio Trasduttori Caratteristiche

E possibile classificazione i trasduttori in base a diversi criteri, ad esempio: Criterio Trasduttori Caratteristiche PREMESSA In questa lezione verranno illustrate la classificazione delle diverse tipologie di trasduttori utilizzati nei sistemi di controllo industriali ed i loro parametri caratteristici. CLASSIFICAZIONE

Dettagli

TRASFORMAZIONE DELL ENERGIA PRIMO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA

TRASFORMAZIONE DELL ENERGIA PRIMO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA TRASFORMAZIONE DELL ENERGIA PRIMO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA L ENERGIA e IL LAVORO Non è facile dare una definizione semplice e precisa della parola energia, perché è un concetto molto astratto che

Dettagli

approfondimento Corrente elettrica e circuiti in corrente continua

approfondimento Corrente elettrica e circuiti in corrente continua approfondimento Corrente elettrica e circuiti in corrente continua Corrente elettrica e forza elettromotrice La conduzione nei metalli: Resistenza e legge di Ohm Energia e potenza nei circuiti elettrici

Dettagli

Le centrali idroelettriche

Le centrali idroelettriche Le centrali idroelettriche 1 Una centrale idroelettrica può definirsi una macchina in grado di trasformare l'energia potenziale dell'acqua, legata al fatto che l'acqua si trova ad un livello superiore

Dettagli

La corrente elettrica

La corrente elettrica Unità didattica 8 La corrente elettrica Competenze Costruire semplici circuiti elettrici e spiegare il modello di spostamento delle cariche elettriche. Definire l intensità di corrente, la resistenza e

Dettagli

Legge di Faraday. x x x x x x x x x x E B. x x x x x x x x x x R x x x x x x x x x x. x x x x x x x x x x. x x x x x x x x x x E B 1

Legge di Faraday. x x x x x x x x x x E B. x x x x x x x x x x R x x x x x x x x x x. x x x x x x x x x x. x x x x x x x x x x E B 1 B ds Legge di Faraday E x x x x x x x x x x E B x x x x x x x x x x R x x x x x x x x x x B 1 x x x x x x x x x x E x x x x x x x x x x E Schema Generale Elettrostatica moto di una carica q in un campo

Dettagli

quale agisce una forza e viceversa. situazioni. applicate a due corpi che interagiscono. Determinare la forza centripeta di un

quale agisce una forza e viceversa. situazioni. applicate a due corpi che interagiscono. Determinare la forza centripeta di un CLASSE Seconda DISCIPLINA Fisica ORE SETTIMANALI 3 TIPO DI PROVA PER GIUDIZIO SOSPESO Test a risposta multipla MODULO U.D Conoscenze Abilità Competenze Enunciato del primo principio della Calcolare l accelerazione

Dettagli

Corrente elettrica. Daniel Gessuti

Corrente elettrica. Daniel Gessuti Corrente elettrica Daniel Gessuti indice 1 Definizioni 1 Definizione di corrente 1 Definizione di resistenza 2 2 Effetto Joule 3 Circuiti in parallelo 4 3 Circuiti in serie 5 4 Il campo magnetico 5 Fenomeni

Dettagli

Fisica II. 4 Esercitazioni

Fisica II. 4 Esercitazioni Fisica Esercizi svolti Esercizio 4. n un materiale isolante si ricava una semisfera di raggio r m, sulla cui superficie si deposita uno strato conduttore, che viene riempita di un liquido con ρ 5 0 0 Ωm.

Dettagli

Termologia. Introduzione Scale Termometriche Espansione termica Capacità termica e calori specifici Cambiamenti di fase e calori latenti

Termologia. Introduzione Scale Termometriche Espansione termica Capacità termica e calori specifici Cambiamenti di fase e calori latenti Termologia Introduzione Scale Termometriche Espansione termica Capacità termica e calori specifici Cambiamenti di fase e calori latenti Trasmissione del calore Legge di Wien Legge di Stefan-Boltzmann Gas

Dettagli

1-LA FISICA DEI CAMPI ELETTRICI E MAGNETICI.

1-LA FISICA DEI CAMPI ELETTRICI E MAGNETICI. 1-LA FISICA DEI CAMPI ELETTRICI E MAGNETICI. Tutti i fenomeni elettrici e magnetici hanno origine da cariche elettriche. Per comprendere a fondo la definizione di carica elettrica occorre risalire alla

Dettagli

Gli alimentatori stabilizzati: cenni alle problematiche relative alla trasmissione di

Gli alimentatori stabilizzati: cenni alle problematiche relative alla trasmissione di Gli alimentatori stabilizzati: cenni alle problematiche relative alla trasmissione di energia elettrica Abbiamo già accennato nella dispensa sugli alimentatori stabilizzati che la necessità del loro utilizzo

Dettagli

Unità realizzata con la collaborazione dell alunno GIANMARCO BERTONATI (Elaborato d Esame a.s.:2011/2012 classe 3 D)

Unità realizzata con la collaborazione dell alunno GIANMARCO BERTONATI (Elaborato d Esame a.s.:2011/2012 classe 3 D) 1 Unità realizzata con la collaborazione dell alunno GIANMARCO BERTONATI (Elaborato d Esame a.s.:2011/2012 classe 3 D) 2 circuito realizzato dall alunno Gianmarco Bertonati grazie al quali ha potuto spiegare

Dettagli

Classe 3 D Bucci Arianna Evangelista Andrea Palombo Leonardo Ricci Alessia Progetto di Scienze a.s. 2013/2014. Prof.ssa Piacentini Veronica

Classe 3 D Bucci Arianna Evangelista Andrea Palombo Leonardo Ricci Alessia Progetto di Scienze a.s. 2013/2014. Prof.ssa Piacentini Veronica Classe 3 D Bucci Arianna Evangelista Andrea Palombo Leonardo Ricci Alessia Progetto di Scienze a.s. 2013/2014 Prof.ssa Piacentini Veronica La corrente elettrica La corrente elettrica è un flusso di elettroni

Dettagli

Macchina sincrona (alternatore)

Macchina sincrona (alternatore) Macchina sincrona (alternatore) Principio di funzionamento Le macchine sincrone si dividono in: macchina sincrona isotropa, se è realizzata la simmetria del flusso; macchina sincrona anisotropa, quanto

Dettagli

PANNELLI SOLARI TERMICI PANNELLI SOLARI FOTOVOLTAICI

PANNELLI SOLARI TERMICI PANNELLI SOLARI FOTOVOLTAICI PANNELLI SOLARI I pannelli solari utilizzano l'energia solare per trasformarla in energia utile e calore per le attività dell'uomo. PANNELLI SOLARI FOTOVOLTAICI PANNELLI SOLARI TERMICI PANNELLI SOLARI

Dettagli

Energy in our life. 6. Perché risparmiare energia? 1. Forme di energia:

Energy in our life. 6. Perché risparmiare energia? 1. Forme di energia: Energy in our life 1. Forme di energia: Energia meccanica; Energia nucleare; Energia elettrica; Energia chimica; Energia termica; 1. Consumi nel mondo; 2. Consumi in italia; 3. Consumi in Sicilia; 4. Energia

Dettagli

Statiche se la trasformazione dell energia avviene senza organi in movimento (es. Trasformatori.)

Statiche se la trasformazione dell energia avviene senza organi in movimento (es. Trasformatori.) Macchine elettriche parte Macchine elettriche Generalità Definizioni Molto spesso le forme di energia in natura non sono direttamente utilizzabili, ma occorre fare delle conversioni. Un qualunque sistema

Dettagli

Induzione elettromagnetica

Induzione elettromagnetica Induzione elettromagnetica 1. Induzione elettromagnetica 2. Esperienze di Faraday 3. Legge di Faraday Neumann Lenz Induzione elettromagnetica (1) La rivoluzione determinata dall'utilizzo dell'energia elettrica

Dettagli

La corrente elettrica

La corrente elettrica La corrente elettrica La corrente elettrica è un movimento di cariche elettriche che hanno tutte lo stesso segno e si muovono nello stesso verso. Si ha corrente quando: 1. Ci sono cariche elettriche; 2.

Dettagli

Soluzione: 2 ) Cosa si intende per calore?

Soluzione: 2 ) Cosa si intende per calore? 1 ) Volendo calcolare di quanto è aumentata la temperatura di un corpo al quale è stata somministrata una certa quantità di calore, è necessario conoscere: A. Il calore specifico e la massa del corpo.

Dettagli

Programmazione Modulare

Programmazione Modulare Indirizzo: BIENNIO Programmazione Modulare Disciplina: FISICA Classe: 2 a D Ore settimanali previste: (2 ore Teoria 1 ora Laboratorio) Prerequisiti per l'accesso alla PARTE D: Effetti delle forze. Scomposizione

Dettagli

Università del Salento Corso di Laurea Triennale in Ingegneria Industriale Appello di FISICA GENERALE 2 del 27/01/15

Università del Salento Corso di Laurea Triennale in Ingegneria Industriale Appello di FISICA GENERALE 2 del 27/01/15 Università del Salento Corso di Laurea Triennale in Ingegneria Industriale Appello di FISICA GENERALE 2 del 27/01/15 Esercizio 1 (9 punti): Una distribuzione di carica è costituita da un guscio sferico

Dettagli

V= R*I. LEGGE DI OHM Dopo aver illustrato le principali grandezze elettriche è necessario analizzare i legami che vi sono tra di loro.

V= R*I. LEGGE DI OHM Dopo aver illustrato le principali grandezze elettriche è necessario analizzare i legami che vi sono tra di loro. LEGGE DI OHM Dopo aver illustrato le principali grandezze elettriche è necessario analizzare i legami che vi sono tra di loro. PREMESSA: Anche intuitivamente dovrebbe a questo punto essere ormai chiaro

Dettagli

Tre grandezze importanti

Tre grandezze importanti Tre grandezze importanti In un circuito elettrico sono presenti tre grandezze principali, meglio conosciute con le rispettive unità di misura: gli ampere (A), i volt (V), gli ohm (D). Queste grandezze

Dettagli

TRASDUTTORI di FORZA E PRESSIONE

TRASDUTTORI di FORZA E PRESSIONE Fra i trasduttori di forza, gli estensimetri, o stain gage, si basano sull aumento di resistenza che si produce in un filo metallico sottoposto a trazione a causa dell aumento di lunghezza e della contemporanea

Dettagli

Progetto grafico e ricerche di: Carmine Filippelli IV A/Geometri Supervisione del Prof./Ing. : Francesco Bernardini 1 L energia: L'energia è la capacità di un corpo di compiere un lavoro. L unità di misura

Dettagli

di Heaveside: ricaviamo:. Associamo alle grandezze sinusoidali i corrispondenti fasori:, Adesso sostituiamo nella

di Heaveside: ricaviamo:. Associamo alle grandezze sinusoidali i corrispondenti fasori:, Adesso sostituiamo nella Equazione di Ohm nel dominio fasoriale: Legge di Ohm:. Dalla definizione di operatore di Heaveside: ricaviamo:. Associamo alle grandezze sinusoidali i corrispondenti fasori:, dove Adesso sostituiamo nella

Dettagli

1 LA CORRENTE ELETTRICA CONTINUA

1 LA CORRENTE ELETTRICA CONTINUA 1 LA CORRENTE ELETTRICA CONTINUA Un conduttore ideale all equilibrio elettrostatico ha un campo elettrico nullo al suo interno. Cosa succede se viene generato un campo elettrico diverso da zero al suo

Dettagli

Tesina di tecnica. L Energie Rinnovabili

Tesina di tecnica. L Energie Rinnovabili Tesina di tecnica L Energie Rinnovabili L Energia: parte della nostra vita quotidiana Nella vita di tutti i giorni, forse senza saperlo, consumiamo energia, anche senza saperlo. Infatti un corpo che è

Dettagli

ESAME DI STATO DI LICEO SCIENTIFICO 2006 Indirizzo Scientifico Tecnologico Progetto Brocca

ESAME DI STATO DI LICEO SCIENTIFICO 2006 Indirizzo Scientifico Tecnologico Progetto Brocca ESAME DI STATO DI LICEO SCIENTIFICO 2006 Indirizzo Scientifico Tecnologico Progetto Brocca Trascrizione del testo e redazione delle soluzioni di Paolo Cavallo. La prova Il candidato svolga una relazione

Dettagli

Conduzione e Corrente Elettrica

Conduzione e Corrente Elettrica Conduzione e Corrente Elettrica I conduttori (metallici) sono solidi costituiti da atomi disposti in maniera ordinata nello spazio, che hanno perso uno o più elettroni (negativi) che sono liberi dimuoversinello

Dettagli

PROGRAMMA DEFINITIVO di Tecnologie Elettrico-Elettroniche e Applicazioni. Docente: VARAGNOLO GIAMPAOLO. Insegnante Tecnico Pratico: ZANINELLO LORIS

PROGRAMMA DEFINITIVO di Tecnologie Elettrico-Elettroniche e Applicazioni. Docente: VARAGNOLO GIAMPAOLO. Insegnante Tecnico Pratico: ZANINELLO LORIS ISTITUTO VERONESE MARCONI Sede di Cavarzere (VE) PROGRAMMA DEFINITIVO di Tecnologie Elettrico-Elettroniche e Applicazioni Docente: VARAGNOLO GIAMPAOLO Insegnante Tecnico Pratico: ZANINELLO LORIS Classe

Dettagli

Principi fisici di funzionamento di una cella fotovoltaica

Principi fisici di funzionamento di una cella fotovoltaica Principi fisici di funzionamento di una cella fotovoltaica L'effetto fotoelettrico I materiali, a seconda della loro attitudine alla conduzione della corrente, vengono suddivisi in conduttori, semiconduttori

Dettagli

Energia e potenza nei circuiti monofase in regime sinusoidale. 1. Analisi degli scambi di energia nel circuito

Energia e potenza nei circuiti monofase in regime sinusoidale. 1. Analisi degli scambi di energia nel circuito Energia e potenza nei circuiti monofase in regime sinusoidale 1. Analisi degli scambi di energia nel circuito I fenomeni energetici connessi al passaggio della corrente in un circuito, possono essere distinti

Dettagli

MAGNETISMO ed ELETTROMAGNETISMO

MAGNETISMO ed ELETTROMAGNETISMO MAGNETIMO ed ELETTROMAGNETIMO INTRODUZIONE: CAMPO MAGNETICO NEL VUOTO appiamo dalla fisica che un pezzo di minerale di ferro come la magnetite presenta la proprietà di attrarre spontaneamente a se altri

Dettagli

La Produzione e distribuzione dell energia

La Produzione e distribuzione dell energia ISTITUTO COMPRENSIVO ILARIA ALPI - PLESSO B.Croce - TORINO APPUNTI DI TECNOLOGIA La Produzione e distribuzione dell energia A.S. 2015-2016 LUMINOSA TERMICA LE FORME DELL ENERGIA MECCANICA ELETTRICA CHIMICA

Dettagli

Introduzione. Consideriamo la classica caratteristica corrente-tensione di un diodo pn reale: I D. V γ

Introduzione. Consideriamo la classica caratteristica corrente-tensione di un diodo pn reale: I D. V γ Appunti di Elettronica Capitolo 3 Parte II Circuiti limitatori di tensione a diodi Introduzione... 1 Caratteristica di trasferimento di un circuito limitatore di tensione... 2 Osservazione... 5 Impiego

Dettagli

Studio d ingegneria Dott.Ing.Piero Arona

Studio d ingegneria Dott.Ing.Piero Arona STRUTTURA DELLA MATERIA E noto da tempo che la materia è costituita da un aggregato di molecole e come queste sono a loro volta costituite da atomi, essendo l atomo la più piccola particella che entra

Dettagli

Definizione. Indice. La resistenza è data da: dove: di 9 07/06/2010 12.26. 1 Definizione. 2 Resistenza di un filo conduttore

Definizione. Indice. La resistenza è data da: dove: di 9 07/06/2010 12.26. 1 Definizione. 2 Resistenza di un filo conduttore La resistenza elettrica è una grandezza fisica scalare che misura la tendenza di un conduttore ad opporsi al passaggio di una corrente elettrica quando è sottoposto ad una tensione Questa opposizione dipende

Dettagli

Struttura dell atomo

Struttura dell atomo Proprietà elettriche dei materiali Attrazione e repulsione delle cariche Se si sfregano due bacchette di plastica con un panno di lana e poi le bacchette vengono avvicinate, si vede che esse tendono a

Dettagli

Chiamiamo macchina un dispositivo che funzioni accettando in ingresso una qualche forma di energia e producendo in uscita un'altra forma di energia.

Chiamiamo macchina un dispositivo che funzioni accettando in ingresso una qualche forma di energia e producendo in uscita un'altra forma di energia. Lezione 17 - pag.1 Lezione 17: le macchine 17.1. Che cosa è una macchina? Il termine macchina, nell uso comune della lingua italiana, sta diventando sinonimo di automobile, cioè, alla lettera, dispositivo

Dettagli

Unità di misura e formule utili

Unità di misura e formule utili Unità di misura e formule utili Lezione 7 Unità di misura Il Sistema Internazionale di unità di misura (SI) nasce dall'esigenza di utilizzare comuni unità di misura per la quantificazione e la misura delle

Dettagli

Gli impianti fotovoltaici

Gli impianti fotovoltaici Gli impianti fotovoltaici 1. Principio di funzionamento Il principio di funzionamento dei pannelli fotovoltaici è detto "effetto fotovoltaico". L' effetto fotovoltaico si manifesta nel momento in cui una

Dettagli

11. Macchine a corrente continua. unità. 11.1 Principio di funzionamento

11. Macchine a corrente continua. unità. 11.1 Principio di funzionamento 11. Macchine a corrente continua unità 11.1 Principio di funzionamento Si consideri una spira rotante con velocità angolare costante e immersa in un campo magnetico costante come in figura 11.1. I lati

Dettagli

La resistenza elettrica e il resistore

La resistenza elettrica e il resistore La resistenza elettrica e il resistore Gli antichi greci erano rimasti colpiti dalle proprietà di una resina fossile, l ambra, che se strofinata con un panno di lana riusciva ad attirare, senza toccarli,

Dettagli

RICHIAMI DI MISURE ELETTRICHE

RICHIAMI DI MISURE ELETTRICHE RICHIAMI DI MISURE ELETTRICHE PREMESSA STRUMENTI PER MISURE ELETTRICHE Come si è già avuto modo di comprendere ogni grandezza fisica ha bisogno, per essere quantificata, di un adeguato metro di misura.

Dettagli

Forza. Forza. Esempi di forze. Caratteristiche della forza. Forze fondamentali CONCETTO DI FORZA E EQUILIBRIO, PRINCIPI DELLA DINAMICA

Forza. Forza. Esempi di forze. Caratteristiche della forza. Forze fondamentali CONCETTO DI FORZA E EQUILIBRIO, PRINCIPI DELLA DINAMICA Forza CONCETTO DI FORZA E EQUILIBRIO, PRINCIPI DELLA DINAMICA Cos è una forza? la forza è una grandezza che agisce su un corpo cambiando la sua velocità e provocando una deformazione sul corpo 2 Esempi

Dettagli