CORRENTE ELETTRICA
Indica un moto ordinato definito operativamente come la quantità di carica elettrica che attraversa una determinata superficie nell'unità di tempo. Il suo verso è quello in cui si muovono le cariche positive e l'unità di misura è l' ampere ( 1A= 1C/1s)
La formula per il calcolo dell'intensità di corrente è:
i (A) = delta Q (C) / delta t (s)
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La corrente elettrica passa attraverso circuiti elettrici, i quali si definiscono come un insieme di conduttori connessi tra loro e collegati a un generatore
Circuito chiuso: è un circuito in cui non vi sono interruzioni nel percorso delle cariche. Pertanto in tal caso la corrente scorre in maniera costante. Le cariche si muovono da punti a potenziale più alto (polo +) verso punti a potenziale più basso (polo -).
Circuito aperto: è un circuito nel quale non è possibile alcun flusso di corrente fra due suoi punti che normalmente sono collegati metallicamente, come avviene quando si spezza un conduttore o si apre un interruttore. La tensione che si manifesta tra i due punti in cui il circuito è aperto si chiama tensione a vuoto
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Un generatore elettrico è un bipolo che mantiene una corrente elettrica fra i suoi capi, definiti come poli, di cui uno positivo (+) e l' altro negativo (-)
Un generatore si definisce reale quando mantiene una tensione costante o costantemente oscillante entro certi limiti.
Un generatore si definisce ideale quando è capace di mantenere tra i suoi capi una differenza di potenziale costante.
In tal caso la forza elettromotrice fem risulta essere pari alla differenza di potenziale che il generatore mantiene ai propri estremi. Essa è definita dal rapporto tra il lavoro Wg compiuto dal generatore per spostare una carica q al suo interno e la stessa carica q: fem (V) = Wg (J) / q (C)
In questo caso la fortza elettromotrice fem risulta pari alla differenza di potenziale ai caapi del generatore quando il circuito è aperto. Essa è definita dal prodotto tra la resistenza interna r e la corrente di corto circuito icc: fem (V) = r (ohm) x icc (A)
Un conduttore è un materiale in grado di far scorrere corrente elettrica al suo interno
Esistono conduttori ne in parallelo ne in serie, i quali sono costituiti da: nodi, punti in cui convergono tre o più conduttori; rami, ovvero i conduttori che congiungono due nodi; maglie, il tratto chiuso che include rami e nodi.
2° legge di Kirchoff: afferma che la somma algebrica delle differenze di potenziale che si incontrano percorrendo una maglia è uguale a 0. Deriva dal principio di conservazione dell' energia.
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I conduttori si definiscono in serie quando collocati in successione tra loro e in essi passa la stessa corrente elettrica. In tal caso la resistenza equivalente Req è data dalla somma delle resistenze degli n resistori: Req (ohm)= R1 + R2 + ... + Rn
I conduttori si dicono in parallelo quando hanno i terminali connessi tra loro e sono sottoposti alla stessa differenza di potenziale. In questo caso l' inverso della resistenza equivalente Req è uguale alla somma degli inversi delle resistenze dei singoli resistori: 1/Req (ohm) = 1/R1+ 1/R2 + ... + 1/Rn
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Effetto Joule: un conduttore metallico percorso da corrente elettrica si scalda perchè gli ioni del reticolo cristallino assorbono, attraverso gli urti, l' energia cinetica degli elettroni accelerati dalla forza elettrica. Ogni elettrone nel metallo ha velocità di deriva vd, ovvero una velocità media per cui: i (A) = e (C) x n x A (m2) x vd (m/s)
La scarica di un condensatore è conseguenza dell' effetto Joule, essendo tutta l' energia conservata nel condensatore dissipata nel resistore proprio per tale effetto. Risulta dunque:
i (A) = - [ fem (V) / R (ohm) ] e^ - t (s) / RC
La carica di un condensatore è una conseguenza dell' effetto Joule, essendo metà dell' energia erogata dal genratore e conservata nel condensatore e l'altra metà dissipata nel resistore. Risulta pertanto: i (A) = [fem (V) / R (ohm ] x e^ -t (s) / RC
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Resistività: è una proprietà che dipende dal materiale con cui è fatto il filo. Per alcuni metalli come il mercurio, la resistività si annulla al di sotto di una temperatura critica Tc, da cui ha origine la superconduttività. Di norma, la resistività aumenta al crescere della temperatura pt = p293 x [ 1 + a (coefficiente) x delta T (K)
2° legge di Ohm. la reistenza R di un filo conduttore è direttamente proporzionale alla sua lunghezza l e inversamente alla sua area trasversale A: R (ohm) = p (ohmxm) [ l (m) / A (m2) ]
1° legge di Ohm: nei conduttori ohmici l' intensità di corrente i è direttamente proporzionale alla differenza di potenziale delta V applicata ai loro capi: i (A) = delta V (V) / R (ohm)
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Effetto Volta: mettendon a contatto due metalli, tra di essi si stabilisce una differenza di potenziale elettrico uguale alla differenza, cambiata di segno, tra i rispettivi potenziali di estrazione.
Effetto fotoelettrico: è l' estrazione di elettroni ottenuta illuminando il metallo con luce di tipo opportuno
Effetto termoelettrico: se le due giunzioni di un circuito formato da due metalli sono mantenute a temperature diverse , nel circuito passa una piccola corrente.
Effetto termoionico : è l' estrazione di elettroni da un metallo mediante riscaldamento
Potenziale di estrazione: è dato dal rapporto tra il lavoro di estrazione e la carica e dell' elettrone: Ve (V) = We (J) / e (C).
Lavoro di estrazione: è il lavoro minimo che si deve compiere per far uscire un elettrone dalla superficie di un metallo. Il valore assoluto del lavoro compiuto dalla forza elettrica su un elettrone quando esso si sposta tra due punti la cui differenza di potenziale è a 1V si definisce elettronvolt.
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1° legge di Kirchoff: stabilisce che la somma delle intensità di corrente entranti in un nodo è uguale alla somma delle intensità delle correnti uscenti. Deriva dal principio di conservazione delle carica
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La corrente elettrica è presente anche all' interno dei liquidi in presenza delle soluzioni elettrolitiche. La soluzione elettrolitica è una soluzione conduttrice costituita da una sostanza, detta elettrolita, disciolta in acqua o in un altro solvente. E' valida la 1° legge di Ohm.
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L' elettrolisi è l' insieme dei fenomeni che hanno luogo nelle soluzioni elettrolitiche per effetto del passaggio di corrente elettrica continua. Il processo avviene all' interno della " cella elettrolitica". Esso prevede l' immersione di due elettrodi nella soluzione, essi sono collegati ad un generatore di tensione. Si stabilisce così un campo elettrico, diretto dall' elettrodo a potenziale più alto (anodo) verso quello a potenziale più basso (catodo). Durante il processo lo spostamento degli ioni verso gli elettrodi genera reazioni di ossidoriduzione.
2° legge di Faraday: una stessa quantità di carica, attraversando soluzioni elettrolitiche diverse, produce agli elettrodi masse di sosdtanze che sono direttamente prprorzionali ai rispettivi equivalenti chimici
1° legge di Faraday: la massa M di una sostanza che si deposita o si lobera, in un dato intervallo di tempo, presso un elettrodo è direttamente proprorzionale alla carica Q che, nello stesso tempo, giiunge a quell' elettrodo: M
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Un gas, diviene conduttore se un fattore esterno ionizza alcune sue molecole. Pertanto un gas ionizzato è dotato di ioni positivi, elettroni liberi e ioni negativi, i quali si formano spesso per cattura di un elettrone libero da parte di una molecola. Per queste sostanze non vale la 1° legge di Ohm.
Un gas può essere ionizzato a causa di una scintilla, che comporta l' acquisizione di energia per alcune molecole. Esse si ionizzano e riemettono l' energia acquisita sotto forma di luce. Durante tale procedimento gli ioni acquistano energia cinetica e, urtando le molecole del gas, le ionizzano. Tali ioni vengono a loro volta accelerati e sono in grado di ionizzare altre molecole. Gli urti hanno come conseguenza il fatto che le molecole del gas acquistano temporaneamente energia, per poi riemetterla sotto forma di luce
