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Il circuito elettrico
Il circuito elettrico
Un circuito elettrico è un percorso chiuso in cui circola una corrente elettrica.
I principali componenti di un circuito elettrico sono:
Un generatore (ad es. la pila)
Un utilizzatore (ad es. la lampadina)
I fili conduttori (ad es. i cavi elettrici di rame)
Un interruttore (il quale serve per aprire e chiudere il circuito)
Le immagini sono tratte dal sito www.tecnologiaduepuntozero.it
Le grandezze elettriche fondamentali
Le grandezze elettriche fondamentali
Per comprendere il funzionamento di un circuito elettrico dobbiamo però conoscere le grandezze elettriche fondamentali:
Tensione
Corrente elettrica
Resistenza
La tensione di corrente elettrica nel circuito avviene attraverso una spinta che gli elettroni ricevono: la tensione è la capacità di spingere gli elettroni lungo un circuito elettrico. La tensione si misura in Volt (V) e nel circuito che abbiamo schematizzato nella pagina precedente viene fornita dal generatore ovvero dalla pila.
La corrente elettrica è il flusso di cariche elettriche che si muove attraverso un conduttore all’interno di un circuito elettrico. La corrente elettrica (I) viene misurata in Ampere (A) e scorre nei fili conduttori ovvero nei cavi elettrici di rame o di alluminio.
La resistenza è la capacità di un conduttore di opporsi al passaggio della corrente. In particolare il fisico e matematico Georg Ohm si accorse che la tensione e l’intensità di corrente sono due grandezze legate tra loro e individuò la resistenza come il loro rapporto. In seguito a questa intuizione teorizzo la Legge di Ohm.
La resistenza si misura in Ohm e dipende dal materiale con cui è realizzato il filo, dalla lunghezza del filo e dalla sua sezione.
Materiale: i materiali conduttori oppongono meno resistenza rispetto ai materiali isolanti
Lunghezza: un filo lungo oppone maggiore resistenza di un filo corto
Sezione: un filo sottile oppone maggiore resistenza di un filo grosso
La legge di Ohm descrive quindi la relazione esistente tra le tre grandezze elettriche fondamentali (tensione, intensità di corrente e resistenza) al loro variare. La legge di Ohm nella sua versione V = R x I afferma che: al crescere della resistenza R, l’intensità di corrente I diminuisce e viceversa mentre, mantenendo R costante, all’aumentare della tensione V, aumenterà anche l’intensità di corrente I e viceversa.
L'immagine è tratta dal sito www.tecnologiaduepuntozero.it
Puoi sperimentare la legge di Ohm con il simulatore qui sotto:
L'immagine è tratta dal sito www.tecnologiaduepuntozero.it
Il circuito elettrico in serie e in parallelo
Il circuito elettrico in serie e in parallelo
I circuiti elettrici possono essere realizzati con gli utilizzatori, ovvero le lampadine, disposte in fila, quindi in serie oppure disposte in parallelo.
Nel primo caso si forma un percorso unico per la corrente che li attraversa poiché ogni lampadina è collegata di seguito alla precedente sulla linea di alimentazione. In questa tipologia di circuito la tensione necessaria a far accendere entrambe le lampadine è data dalla somma di V(tot)=V1+V2 mentre l’intensità rimane invariata e pari a I(tot)=I1=I2. Questo accade perché la quantità di elettroni che attraversano i fili (intensità) rimane sempre uguale poiché è presente un unico filo che collega tutti gli utilizzatori: la tensione quindi la spinta necessaria a far muovere gli elettroni deve invece essere pari alla somma della tensione necessaria per arrivare alla prima lampadina più quella necessaria per arrivare alla seconda lampadina.
Nel caso del circuito elettrico con gli utilizzatori disposti in parallelo, ogni lampadina è collegata con una linea indipendente alla linea di alimentazione e la corrente in parte andrà verso l’utilizzatore 1 e in parte verso l’utilizzatore 2. Questo è il caso dell’impianto elettrico domestico dove le lampadine e gli elettrodomestici sono collegati in parallelo. In questa tipologia di circuito la corrente elettrica necessaria per percorrere tutti i cavi elettrici è data da I(tot)=I1+I2 mentre la tensione rimane invariata e uguale a V(tot)=V1=V2. Questo accade perché, al contrario del circuito in serie, gli elettroni si dividono tra i fili elettrici che arrivano alla prima lampadina e quelli che arrivano fino alla seconda lampadina quindi sono necessarie più cariche elettriche per consentire ad entrambe le lampadine di accendersi. La spinta necessaria per arrivare alle lampadine, la tensione V, rimanere invece invariata.
Per sperimentare i circuiti elettrici puoi usare il simulatore qui sotto:
APP Web per aiutarti nello studio
APP Web per aiutarti nello studio
Trovi le indicazioni di come si usano queste Web APP a questo link.
Tratto da:
G.Arduino, Hypertech, Lattes, 2020
https://www.tecnologiaduepuntozero.it/
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