Correnti e reti elettriche

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1 Lezione Correnti e reti elettriche / SSUNTO Corrente elettrica definizione La conservazione della carica elettrica nterpretazione icroscopica della corrente elettrica La resistenza elettrica e legge di Oh. La potenza elettrica leenti di una rete elettrica: generatori (batterie), resistenze, condensatori Convenzioni di segno per le reti elettriche Potenza erogata da una batteria con resistenza interna l partitore resistivo

2 Lezione Corrente elettrica / densità di corrente J ds per fluido di densità elettrica n v vdt J dq d v v ds d=ds vndt flusso eleentare di J d J n ds dq d vn dt ds dt dq dt corrente = flusso di J attraverso una sezione S S ( J) J nds S carica attraversosuperficie tepo

3 Lezione Corrente elettrica 3/ densità di corrente J dq d v v Flusso (corrente) eleentare d dq d v n ds dq d dl n dt ds dq dt Unità di isura della corrente elettrica coulob s C s apère()

4 Lezione Corrente elettrica 4/ Legge di conservazione della carica elettrica S J n ds J d d d dt J d dt flusso uscente da S chiusa = velocità di diinuzione della carica contenuta in S Teorea della divergenza Per regie stazionario d dt 0 J 0 J è solenoidale (la corrente percorre circuiti chiusi)

5 Lezione Corrente elettrica 5/ vs N nuero di cariche 3 ( ze) S v J n S ds N ze S v ze La corrente elettrica in un filo di sezione S è nuericaente pari alla carica in un tratto di filo lungo [vs]

6 Lezione Moto degli elettroni 6/ elocità degli elettroni in un filo di rae con 9 ze.60 C S=, = assuendo un elettrone di conduzione per atoo di Cu N assa di Cu assa atoo di Cu atoi J n ds N zes v S v NzeS s

7 Lezione Legge di Oh 7/ Legge di Oh S + J oh in oh volt apère L J S L S L J J S L L S per Cu fora puntuale della legge di Oh J

8 Lezione Origine della resistività 8/ Conduttore = contenitore con gas di particelle cariche di assa e carica ze in oto terico a grande velocità che provoca ediaente un urto ogni tepo L accelerazione è dovuta a a ze S La velocità edia è proporzionale a e al tepo tra urti v ~ a ze ze J Nze v Nze N ze ~ ze N ze ~.5 s per Cu

9 Lezione Scala di resistività 9/ superconduttori etalli seicondutt ori isolanti Log nucleo uoo universo lunghezza di Planck Le scale di resistività e lunghezze hanno estensioni enori e coparabili

10 Lezione esistenze in serie 0/ esistenze in serie percorse dalla stessa corrente + + serie serie serie

11 esistenze in parallelo Lezione / esistenze in parallelo : sottoposte alla stessa differenza di potenziale + parallelo

12 Lezione Potenza elettrica / Potenza dissipata nella resistenza + legge di Oh legge di Joule ersione integrale L W dq dt W W S J ersione puntuale della legge di Joule potenza volue J LS densità di potenza LJS LS J J

13 Lezione La batteria 3/ l capo elettrostatico s è conservativo e presente sia dentro sia fuori la batteria. l capo elettrootore è presente solo nella batteria e ha circuitazione non nulla s + s =

14 Lezione La forza elettrootrice 4/ circuito aperto all interno della batteria non passano cariche e il capo è nullo J tot 0 s tot "fuori" s 0 "dentro" La forza elettrootrice (f.e..) è la circuitazione di pari a a circuito aperto f.e.. dl dl s

15 Lezione bipoli elettrici 5/ bipoli elettrici = dispositivi con due terinali (poli) resistenza W C capacità Q C s Q C + generatore di f.e.. W

16 Lezione eti elettriche 6/ eti elettriche = insiee di bipoli tra loro collegati ediante conduttori di resistenza trascurabile ao = tratto tra due nodi (=contatti tra poli) caratterizzato da un unica corrente aglia = caino chiuso con partenza e arrivo a un nodo costituito da rai percorsi una sola volta

17 Lezione eti elettriche 7/ Legge dei nodi (conservazione della carica elettrica) la soa algebrica delle correnti in un nodo è nulla Legge delle aglie la soa delle cadute di potenziale di una aglia è nulla C C CD D 0 D

18 Lezione eti elettriche: i segni 8/ g 0 0 g

19 Lezione eti elettriche: i segni 9/ corrente a ogni rao si assegna un verso; la corrente è positiva se le cariche + si uovono nel verso generatore di f.e.. il valore della f.e.. è = e il segno + identifica il prio nodo (), non necessariaente il polo positivo + <0 + >0 +

20 Lezione eti elettriche 0/ aglia verso di percorrenza arbitrario; segno eno se ha verso opposto alla percorrenza e se il polo del generatore incontrato per secondo del generatore è quello segnato con + CD 0 + D C

21 esistenza interna di Lezione / r W r W r W f.e.. ax f.e.. r W 4 ax r W r r r W r r esistenza interna r del generatore C + C r interno esterno

22 Lezione Partitore resistivo / + in out C C out C in