La corrente elettrica
Un moto ordinato di cariche elettriche
Esperimento:
La lampadina si accende solo se:
pila, filo e lampadina creano un circuito elettrico chiuso, privo di interruzioni
il filo connette i due poli della pila a quelli della lampadina che ha una struttura elettrica bipolare
▶ Il filo e la lampadina si scaldano dissipando energia sotto forma di luce e calore.
▶ La pila si scarica e quindi vale il principio di conservazione dell'energia
- pila (il generatore)
- filo elettrico in rame ad esempio (conduttore)
- lampadina (rilevatore della corrente o utilizzatore)
I fili metallici sono portatori di carica negativi in quanto in essi le cariche in moto sono gli elettroni.
Moto di un liquido:
Moto di cariche:
è simile a
Il dislivello del liquido rappresenta una ΔV: nel tubo di collegamento si crea una corrente che trasporta il liquido dal contenitore in cui il livello è più alto a quello in cui il livello è più basso fino a che questo dislivello non si annulla e la corrente non fluisce più portando la ΔV=0
Si stabilisce una ΔV elettrica:
- le cariche positive seguono la discesa di potenziale
- le cariche negative la risalgono
Per capire quanto è grande la corrente, consideriamo una sezione trasversale S del filo, aspettiamo un tempo Δt e indichiamo con ΔQ la somma delle cariche che hanno attraversato la sezione S nel Δt indicato. Il rapporto tra ΔQ e Δt si chiama
intensità di corrente elettrica
L'unità di misura nel SI è l'ampère (A), 1C/1s
Lo strumento utilizzato è l'amperometro
Per convenzione, il verso della corrente elettrica è quello in cui si muovono le cariche positive, quindi da punti di potenziale maggiore verso punti di potenziale minore
❗Il moto degli elettroni in un metallo avviene nel verso opposto a quello fissato convenzionalmente
Corrente continua:
La sua intensità è costante nel tempo
La carica ΔQ e il tempo Δt sono direttamente proporzionali
Per ricreare il dislivello si inserisce un oggetto che porta il liquido dal livello più basso a quello più alto,
la pompa idraulica
è simile a
il generatore ideale di tensione continua
dispositivo che mantiene ai suoi capi un ΔV costante, per un tempo indeterminato, indipendentemente dalla corrente che fluisce
Preleva le cariche positive dai punti a potenziale più basso per riportarle ai punti a potenziale maggiore
Circuito elettrico:
insieme di conduttori (una lampadina e due fili di rame) connessi in modo continuo e collegati a un generatore (una pila)
Gli elementi di un circuito sono rappresentati da un simbolo:
- generatore di
tensione continua - lampadina
- conduttore ideale
- interruttore aperto
- interruttore chiuso
❗Il circuito è rappresentato da uno schema in cui si indica il verso della corrente:
- se è chiuso, cioè senza interruzioni c'è passaggio di corrente
- se è aperto non vi fluisce corrente
Collegamento in serie:
Collegamento in parallelo:
I conduttori sono posti in successione tra loro e in essi fluisce la stessa corrente elettrica
I conduttori hanno sia le prime sia le seconde estremità connesse tra loro e ai loro capi c'è la stessa differenza di potenziale
🚩 le lampadine dell'albero di Natale: se una si rompe, il circuito si apre, non passa più corrente e tutte si spengono
🚩gli elettrodomestici dell'impianto di casa: sono tutti indipendenti
LED:
Light Emitting Diode
(Diodo ad emissione di luce)
Permette il passaggio di corrente che va in una direzione e blocca totalmente la corrente che scorre nella direzione opposta.
Il componente ha 2(di) elettr(odi),cioè i due fili che escono dalla testa del diodo
Facendo passare della corrente elettrica attraverso un LED, questo emette della luce.
A differenza di una normale lampadina💡:
- consuma molto meno
- dura di più
- è più veloce nell’accensione/spegnimento
- ha dimensioni più ridotte
Storia:
I primi LED erano disponibili solo nel colore ❤ ed erano utilizzati come indicatori nei circuiti elettrici o nei display
Ne vennero sviluppati poi alcuni che emettevano luce 💛 e 💚, a seconda del materiale con cui erano costruiti
A volte venivano integrati due LED all’interno di uno stesso bulbo, generalmente uno ❤ e uno 💚 così da poter avere tre diversi possibili colori dallo stesso contenitore: 💚, ❤, 💛
Negli anni '90 vennero realizzati LED con efficienza sempre più alta e in una gamma di colori sempre maggiore
Con la creazione di LED a luce 💙, fu possibile realizzare dispositivi che potevano generare qualsiasi colore.
Un’altra svolta fu la realizzazione di LED bianchi e LED ad alta luminosità.
Ora è possibile realizzare lampade LED e tubi LED utilizzati in molti apparecchi
Sono sempre maggiori le industrie che scelgono di sostituire i tradizionali tubi neon con tubi LED ottenendo risparmi energetici vicini al 70%