q t i = C s CORRENTE ELETTRICA CORRENTE ELETTRICA LEGGI DI OHM

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1 CORRENTE ELETTRICA Applicando una d.d.p. ai capi di un filo conduttore si produce una corrente elettrica. Il verso della corrente è quello del moto delle cariche positive (opposto a quello delle cariche negative). 1 CORRENTE ELETTRICA Si definisce intensità di corrente elettrica il rapporto fra la quantità di carica che attraversa la sezione di un conduttore ed il tempo trascorso. i q t Nel S.I. l unità di misura si chiama ampère (A) ed è una grandezza fondamentale (la carica elettrica è una unità derivata dall ampère). C 1 A 1 s 2 LEGGI DI OHM 1a legge di Ohm: In un conduttore metallico l'intensità della corrente elettrica è proporzionale alla d.d.p. applicata ai suoi estremi. R i 3

2 LEGGI DI OHM 2a legge di Ohm: La resistenza di un conduttore metallico, di lunghezza d ed area della sezione A, è data dalla formula R d ρ A ρ si chiama resistività, dipende dalla natura del materiale e dalla sua temperatura. 4 RESISTENZE IN SERIE R1 R2 B A R1 i Sommando C C ( R + R ) i A 1 2 B R2 i 5 RESISTENZE IN SERIE R1 R2 B A R1 i Sommando C C ( R + R ) i A 1 2 B R2 i 6

3 RESISTENZE IN PARALLELO B A i1 R1 B A i2 R 2 R 1 R 2 Sommando i i 1 + i ( ) B A + R1 R2 7 EFFETTO JOULE L energia erogata dalla d.d.p. per il passaggio della carica q i t, è data dalla formula L q i t R i 2 t La potenza dissipata in calore è P L t R i 2 8 ELETTROCARDIOGRAFIA L'attività del cuore è attivata da impulsi elettrici, che stimolano la contrazione dei muscoli. Tali segnali elettrici raggiungono la superficie del corpo e possono essere registrati in un tracciato chiamato elettrocardiogramma (ECG). 9

4 ELETTROCARDIOGRAFIA Caratteristiche di un tracciato ECG. 10 PACEMAKER CARDIACO Quando gli impulsi elettrici prodotti dal sistema nervoso per l'attività cardiaca sono deboli o assenti, si può impiantare un dispositivo che fa le funzioni di stimolatore elettrico. I moderni pacemaker hanno la caratteristica di rivelare i segnali elettrici provenienti dal sistema nervoso ed intervenire adeguando lo stimolo elettrico alle necessità. Possono essere programmati dall esterno per variarne i parametri di funzionamento. 11 NORME DI SICUREZZA Una corrente che passa attraverso l organismo umano produce danni che dipendono dalla intensità di corrente e dalla sua durata. È difficile quantificare i danni prodotti, perché essi dipendono anche dalle regioni del corpo umano attraversate. 12

5 NORME DI SICUREZZA Effetti prodotti dalla corrente che attraversa l organismo umano per la durata di 1 s. 1 ma..soglia di sensibilità 5 ma..massimo tollerato 10 ma..contrazione muscolare 50 ma..dolore, svenimento,bruciature 100 ma..fibrillazione ventricolare 6 A..defibrillatore 13 NORME DI SICUREZZA Affinché una corrente possa attraversare l organismo umano, questo deve far parte di un circuito, cioè occorrono due punti di contatto: un punto ad alta tensione ed un punto al suolo. Precauzioni da osservare: isolare il paziente; usare apparecchiature elettriche a tre uscite. 14 MAGNETISMO Alcuni materiali (calamite o magneti) hanno la proprietà di attirare pezzetti di ferro. Le proprietà magnetiche si manifestano alle estremità del magnete, chiamate poli. 15

6 MAGNETISMO Le caratteristiche magnetiche presentano molte affinità con quelle elettriche, ma esistono anche sostanziali differenze. Non è possibile isolare i poli magnetici. 16 Un magnete crea nello spazio circostante un campo magnetico, così come una carica elettrica crea un campo elettrico. 17 Anche il campo magnetico può essere visualizzato mediante le linee di forza, come accade per il campo elettrico. 18

7 Il campo magnetico B può essere misurato dall azione che esercita su una carica q in moto con velocità v. F qvb senα α è l angolo che il vettore velocità forma con il vettore campo magnetico. 19 L unità di misura del campo magnetico nel S.I. si chiama tesla (T). Il campo magnetico di 1 T esercita la forza di 1 N sulla carica elettrica di 1 C, che si muove con velocità di 1 m/s nella direzione del campo magnetico. 20 Moto di una carica elettrica in un campo magnetico. 21

8 I campi magnetici sono generati dalle correnti elettriche. Infatti un filo percorso da corrente crea nello spazio circostante un campo magnetico con le stesse proprietà di quello creato da un magnete. 22 Ogni atomo equivale ad un circuito elettrico, quindi si comporta come un magnete elementare. 23 All interno di un corpo i magneti elementari sono disposti disordinatamente per cui è nullo il campo magnetico risultante prodotto da essi. 24

9 Se i magneti elementari sono anche parzialmente ordinati (temporaneamente o permanentemente), essi producono un campo magnetico risultante non nullo. 25 INDUZIONE ELETTROMAGNETICA Un campo magnetico variabile crea una d.d.p. indotta. Il campo magnetico indotto è tale da opporsi alla causa che lo ha prodotto. 26 ONDE ELETTROMAGNETICA Così come un campo magnetico variabile crea un campo elettrico indotto, un campo elettrico variabile crea un campo magnetico indotto. Ad esempio, una carica oscillante lungo un antenna produce un onda elettromagnetica. 27

10 ONDE ELETTROMAGNETICA Un onda elettromagnetica è costituita dalla propagazione di un campo elettrico e di un campo magnetico, variabili ed accoppiati. Essi sono fra di loro perpendicolari fra loro e perpendicolari entrambi alla direzione di propagazione. 28 ONDE ELETTROMAGNETICA Partendo dalle leggi dell elettromagnetismo J.C. Maxwell fu in grado di prevedere l esistenza delle onde elettromagnetiche, calcolandone la velocità mediante le costanti dell elettromagnetismo. c ε µ o o m/s 29 ONDE ELETTROMAGNETICA Un onda e.m. monocromatica è caratterizzata da: Lunghezza d onda λ: minima distanza fra due punti dell onda aventi le stesse condizioni fisiche (periodicità spaziale). Frequenza f: numero di cicli descritti in 1 s (periodicità temporale). elocità di propagazione c λ f. 30

11 ONDE ELETTROMAGNETICA Spettro delle onde elettromagnetiche: 31 ONDE ELETTROMAGNETICA Spettro delle onde elettromagnetiche: λ (m) ν (Hz) Onde radio Microonde Raggi infrarossi Luce visibile Raggi ultravioletti Raggi X Raggi gamma ONDE ELETTROMAGNETICA Sensibilità dell occhio umano alle diverse lunghezze d onda della radiazione luminosa 33