La corrente elettrica

• Intensità di corrente elettrica

• Prima legge di Ohm

• Resistenza elettrica

• Seconda legge di Ohm

• Collegamento in serie e in parallelo

• Leggi di Kirchhoff

• Potenza elettrica e effetto Joule

• Un modo per produrre corrente elettrica 

                     

Intensità di corrente elettrica

E' il rapporto tra la quantità di carica che attraversa una sezione del conduttore e l'intervallo di tempo impiegato. 

• il verso della corrente elettrica• l’unità di misura della corrente elettrica

Esempio: calcola la corrente elettrica dovuta al passaggio di un miliardo di elettroni in un microsecondo.

• corrente elettrica continua

In un filo di rame di sezione 1 mm attraversato da una corrente di 1 A, gli elettroni si muovono verso il polo positivo con una velocità media

vmedia = 7,4  10-5 m/s ~ 0,1 mm/s

 

Gli elettroni si muovono anche per agitazione termica con velocità

v = 106 m/s = 1000 km/s !!

In un metallo

Agitazione termica Con una differenza di potenziale

Domanda: allora, visto che gli elettroni migrano di 30 cm in un'ora verso il polo positivo, perchè appena schiaccio l'interruttore la luce si accende? 

La prima legge di Ohm(1827)

n DV(V)

Fs(V)

ea(DV)(V)

i(A)

Fs(A)

ea(i)(A)

DV/i()

1 0,5 3 0,010 0,05

2 1,0 3 0,020 0,05

3 1,4 3 0,030 0,05

4 1,9 3 0,040 0,05

5 2,5 15 0,05 0,5

6 3 15 0,06 0,5

7 4 15 0,08 0,5

8 5 15 0,10 0,5

n DV(V)

Fs(V)

ea(DV)(V)

i(A)

Fs(A)

ea(i)(A)

DV/i()

1 0,5 3 0,06 0,010 0,05 0,001 502 1,0 3 0,06 0,020 0,05 0,001 503 1,4 3 0,06 0,030 0,05 0,001 474 1,9 3 0,06 0,040 0,05 0,001 485 2,5 15 0,30 0,05 0,5 0,01 506 3 15 0,30 0,06 0,5 0,01 507 4 15 0,30 0,08 0,5 0,01 508 5 15 0,30 0,10 0,5 0,01 50

valore medio di ∆V/i : 49

l'errore assoluto sul valore di ∆V/i: 2

l'errore percentuale sul valore di ∆V/i: 4%

Quindi si può scrivere: ∆V/i = 49 ±2

Resistenza n. 4 Valore indicato sulla basetta: 47 W

Scostamento assoluto: 49 - 47 = 2

Scostamento percentuale: 2 /47 =4%

La prima legge di Ohm

L’inverso della costante di proporzionalità è la resistenza:1/0,020=50

La prima legge di Ohm

Corrente e differenza di potenziale non sono sempre direttamente proporzionali!

La resistenza elettrica

Conduttori e isolanti

La seconda legge di Ohm

Spettro della resistività r espresso in Wm. Dai conduttori agli isolanti, la resistività varia di 1024 .Nei metalli la resistività aumenta con la temperatura.

Se vuoi approfondire:• superconduttività

Vedi come cambia la conducibilità del carbonio con la sua struttura molecolare:VIDEO struttura grafite, C60, diamante, grafene.wmvVIDEO conducibilità carbone, grafite, C60, nanotubi.wmv

Vedi una bella applicazione: APPLICAZIONE fotocopiatrice.doc

Collegamento delle resistenze in serie

Dimostrazione alla lavagna

Collegamento delle resistenze in paralleloPerché le lampadine sono più luminose se collegate in parallelo ?

Dimostrazione alla lavagna

Collegamento delle resistenze in parallelo

Le leggi di Kirchhoff

La potenza elettrica

Mentre passa la corrente, l’energia potenziale elettrica si trasforma in energia interna, dissipata sotto forma di calore

Effetto Joule

L = q ·DV

L = i ·Dt ·DV

P = L / Dt = i · DV = R i2

L a potenza dissipata dal resistore è la rapidità con cui l’energia elettrica è trasformata in energia interna del resistore

Infatti:

Compito: gli elettrodomestici sono progettati per funzionare a una particolare potenza. Inoltre è sempre indicata la differenza di potenziale a cui l'apparecchio userà questa potenza.

Considera almeno 4 elettrodomestici che hai in casa e calcola l'intensità della corrente assorbita da ciascuno. Ciò che si paga è l'energia elettrica (il lavoro). Sai calcolare quanto spendi lasciando in funzione per 1 ora uno degli elettrodomestici che hai scelto?

Un modo per produrre corrente elettrica

Se vuoi approfondire:• come funziona una cella fotovoltaica• semiconduttori• effetto fotovoltaico