Grandezze elettriche

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La corrente elettrica

L’intensità di corrente elettrica è data dalla quantità di carica che attraversa la sezione di un conduttore in un secondo

t

QI

La corrente elettrica si misura in Ampere

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t

QI

Cariche elettriche

Sezione del conduttore

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La tensione

Spesso chiamata anche Differenza di Potenziale (d.d.p.), o Voltaggio

È la causa del movimento delle cariche elettriche

La ddp tra due punti è l’energia che occorre spendere per spostare una carica elettrica da un punto all’altro.

La tensione si misura in Volt

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Differenza di Potenziale

Le cariche elettriche si muovono spontaneamente da punti a potenziale più alto a punti a potenziale più basso

Differenza di potenziale

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Differenza di Potenziale

Il generatore ha il compito di riportare le cariche ad un potenziale più alto

Differenza di potenziale

G

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Generatori

Generatore di tensione continua

Generatore di tensione alternata sinusoidale

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Generatore ideale di tensione

Generatore ideale di corrente

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Il circuito elettrico

Formato da Generatori Conduttori Utilizzatori

G

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utilizzatori

Hanno il compito di convertire l’energia elettrica in altre forme di energia

Esempi: Le lampade convertono energia elettrica in

energia luminosa Le stufe, i forni,le piastre ecc. in calore I motori, in energia meccanica Gli accumulatori in energia chimica

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La legge di OHM

A

V

Voltmetro

Conduttore

Generatore variabile

Amperometro

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Eseguo la misura modificando la tensione fornita dal generatore e leggendo, di volta in volta, la corrente che attraversa il conduttore

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V I

10 V 2 A

20 V 4 A

30 V 6 A

35 V 7 A

40 V 8 A

60 V 12 A

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Legge di OHM

In un conduttore, il rapporto tra la tensione ai suoi capi e la corrente che lo attraversa è costante.

Tale rapporto prende il nome di resistenza La resistenza indica quanto un conduttore si

oppone al passaggio della corrente La resistenza si misura in Ω (Ohm)

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II legge di OHM

Unendo due conduttori uno di seguito all’altro, è intuitivo che la resistenza complessiva aumenti rispetto al conduttore singolo.

Resistenza e lunghezza di un conduttore sono quindi direttamente proporzionali

R l

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Se si confrontano due conduttori di diversa sezione si può ragionevolmente supporre che la corrente passi più facilmente in quello con sezione maggiore

Questo significa che la sua resistenza è più bassa Quindi la resistenza è inversamente proporzionale

alla sezione

R 1/S

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La resistenza dipende poi dal materiale con il quale è realizzato il conduttore.

La dipendenza viene espressa mediante un parametro chiamato resistività indicato dal simbolo

ρ

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Resistività di alcuni conduttori

Argento 1,62 × 10-2

Rame 1,69 × 10-2

Oro 2,35 × 10-2

Alluminio 2,75 × 10-2

Tungsteno5,25 × 10-2

Ferro 9,68 × 10-2

Platino 10,6 × 10-2

Espresse in Ω·mm2/m alla temperatura di 20°C

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II legge di OHM

Mettendo insieme le considerazioni precedenti

SR

Doveρ = resistività del materiale (espressa in Ω·mm2/m)

L = lunghezza del conduttore (espressa in m)

S = sezione del conduttore (espressa in mm2)

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Resistenze in serie

Due o più resistenze sono dette in serie se sono attraversate dalla stessa corrente

È possibile sostituire due o più resistenze in serie sostituendole con una di valore opportuno senza alterare il funzionamento del circuito

Tale resistenza si chiama resistenza equivalente ed è data dalla somma delle resistenze in serie

......4321 RRRRReq

R1

R3

R2

I

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Partitore di tensione Due o più resistenze collegate in

serie costituiscono un partitore di tensione

La tensione ai capi della serie si suddivide infatti ai capi di ciascuna di esse.

Per determinare la d.d.p. su una delle resistenze, si moltiplica la tensione totale per la resistenza interessata e si divide per la resistenza della serie

.....321

RRR

RUU itoti

R3

R2

R1

Utot

U1

U2

U3

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Resistenze in parallelo

Due o più resistenze sono dette in parallelo quando sono sottoposte alla stessa differenza di potenziale

La resistenza equivalente, nel caso generale, si trova con la seguente espressione

.......111

1

321

RRR

Req

R1U R2 R3

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Resistenze in parallelo

Nel caso si abbiano solo due resistenze in parallelo si può utilizzare la seguente espressione

21

21

RR

RRReq

R1U R2