I circuiti elettrici

E LA CORRENTE ELETTRICA

I CIRCUITI ELETTRICI

06/10/18

La corrente elettrica

01

9.voltmetro

8.Amperometro

7.La corrente continua

6.Intensità media e istantanea

5.Intensità di corrente

4. verso della corrente

3. Circuito a corrente continua

2. Cos'è un circuito elettrico?

1. La corrente elettrica

Index

Per realizzare un flusso di cariche elettriche da una parte all’altra di un conduttore, è necessario mantenere tra le due parti una differenza di potenziale, anche detta tensione. I dispositivi che mantengono costante la tensione sono detti generatori di tensione.

La corrente elettrica è lo spostamento delle cariche elettriche nello spazio. E' l'intensità del flusso di carica elettrica nel tempo. Si misura in amperes (A). Dove un ampere è uguale a un coulomb/secondo. La corrente elettrica è composta da cariche positive (ioni positivi) e negativi (ioni negativi ed elettroni).

Cos'è la corrente elettrica?

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Ma cos'è un circuito elettrico?

Un circuito elettrico è un insieme di conduttori connessi tra loro e collegati ad almeno un generatore di tensione.

• Se la catena dei conduttori non è interrotta, il circuito è chiuso e una corrente elettrica attraversa sia i conduttori sia il generatore.
• Se la catena è interrotta, il circuito si dice aperto e in esso non c’è corrente.

Ogni componente del circuito è identificato da simboli specifici, prendiamo in esempio un circuito formato da: una pila (generatore di tensione continua), e da tre conduttori: una lampadina e due fili di rame.

Un circuito a corrente continua, indicato con la sigla DC (Direct Current) o talvolta con il simbolo (-.), è un tipo di circuito in cui la corrente elettrica scorre in regime stazionario e dunque con intensità costante. Un generatore di tensione a corrente continua è un dispositivo tale da mantenere una differenza di potenziale costante tra i due capi del circuito (ad esempio una pila, avente un polo positivo ed uno negativo).

Circuito a corrente continua e generatore di tensione continua

Il verso della corrente elettrica

Per convenzione, il verso della corrente elettrica è il verso in cui fluisce la carica positiva. Il generatore di un circuito elettrico, al proprio interno, preleva la carica positiva dal polo «–» e la spinge «in salita» lungo il dislivello di potenziale, verso il polo «+» all’interno del generatore; nella parte di circuito esterna al generatore la carica positiva si muove invece «in discesa», dal polo «+» al polo «–».

Il coulomb, che è un’unità derivata, è definito in relazione all’ampere e al secondo:

• 1 C = (1 A)(1 s) = 1 A ∙ s.

i= ΔQ/ Δt

L'intensità di corrente elettrica (indicata con la lettera i) è una delle 7 grandezze fondamentali del Sistema Internazionale di misura.Essa rappresenta il rapporto tra la quantità di carica che attraversa la sezione trasversale di un conduttore elettrico e l'intervallo di tempo impiegato dalle cariche ad attraversarlo:

L'unità di misura dell'intensità di corrente elettrica è l'ampere scelta in onore del fisico André-Marie Ampere (1775-1836), e rappresenta il rapporto tra 1 Coulomb e 1 secondo:

• 1 A = 1 C / 1 s

L'intensità di corrente

L'intensità di corrente istantanea I(t) attraverso una sezione trasversale S di un conduttore è la derivata rispetto al tempo della carica Q(t) che passa per S al tendere a zero dell'intervallo di tempo.

Mentre invece per ottenere l’intensità di corrente istantanea in un particolare istante di tempo t, bisogna far tendere a zero l’ampiezza dell’intervallo ∆t a cui appartiene l’istante t.

Perciò possiamo dire che l'intensità della corrente elettrica media è la quantità di carica elettrica ΔQ che scorre in media in un periodo Δt. Riducendo il periodo Δt a valori infinitesimali ottengo l'intensità della corrente elettrica. La derivata indica relazione tra la corrente elettrica (i) è la carica elettrica (q) in un istante di tempo.

In generale la formula i = ∆Q/ ∆t dà risultati diversi a seconda della scelta di ∆t. Essa definisce, per la precisione, l’intensità di corrente media nel particolare intervallo di tempo ∆t considerato.

Intensità di corrente media ed istantanea

Info

Se la corrente che attraversa un conduttore è costante, cioè se il rapporto ∆Q⁄∆t è indipendente dall’intervallo di tempo ∆t, non c’è bisogno di distinguere tra intensità di corrente media e istantanea poiché le due quantità coincidono. Una corrente la cui intensità i non cambia nel tempo è detta corrente continua. Possiamo scrivere ∆Q = i∆t Questa equazione mostra che, se la corrente è costante, allora ∆Q è direttamente proporzionale a ∆t. In una corrente continua gli elettroni fluiscono sempre nello stesso senso all'interno del circuito, quindi circoleranno sempre nello stesso verso. Lo scienziato francese André-Marie Ampère introdusse il concetto di corrente continua congetturando che si muova dal polo positivo al polo negativo di una pila voltaica i cui terminali sono collegati; in realtà sono solo gli elettroni a muoversi, che essendo definiti di carica negativa (-) determinano che il flusso di corrente continua si realizza dal polo negativo a quello positivo.

La corrente continua

Definizione amperometro

L’amperometro è lo strumento di misura utilizzato per misurare la corrente nel circuito. Misura la piccola quantità di corrente in milliampere o microampere. L’amperometro è posto in serie al circuito di misura in modo che tutta la corrente del circuito lo attraversi. La resistenza dell’amperometro è molto piccola rispetto al voltmetro. Per un amperometro ideale, il valore della resistenza è uguale a zero. La piccola resistenza non ostacola il flusso di corrente e quindi l’amperometro misura il valore reale.

L’elettricità si misura in due modi. cioè, tramite corrente o tensione.

Lo strumento di misura dell’intensità di corrente è chiamato amperometro, quello con cui si rileva la differenza di potenziale tra due punti è chiamato voltmetro. Con questi due strumenti possiamo studiare come varia l’intensità di corrente in un conduttore, quando varia la differenza di potenziale tra le sue estremità.

Amperometro e voltometro

Il voltmetro è il dispositivo di misurazione della tensione. È collegato in parallelo con il circuito elettrico di cui si vuole misurare il potenziale. La polarità di connessione del voltmetro è la stessa dell’amperometro, cioè il terminale positivo è collegato alla polarità positiva dell’alimentazione e il potenziale negativo è collegato alla polarità negativa. La resistenza attraverso il voltmetro è molto grande rispetto all’amperometro. Questa resistenza non consente alla corrente di fluire attraverso il voltmetro e quindi viene misurato il valore esatto della tensione attraverso il punto di misurazione. Il valore della resistenza nel voltmetro ideale è approssimativamente uguale all’infinito.

Definizione voltmetro

Grazie! Joshua Bancheri VBL

Come possiamo vedere la carica positiva fluisce in questo caso in senso orario partendo dal polo positivo della pila (generatore di tensione continua) fino ad arrivare al polo negativo della medesima.

Alla fine venne adottata la corrente alternata per la sua maggiore efficienza nella trasmissione a lunghe distanze.

La corrente alternata (AC) è un flusso di corrente con tensione e intensità variabili. Il segno della corrente/tensione si inverte a intervalli di tempo regolari. Si distingue dalla corrente continua che, invece, è caratterizzata da tensione e intensità costanti. La corrente alternata venne utilizzata nella rete elettrica agli inizi del XX secolo. In precedenza era usata la corrente continua.

La corrente alternata