Fisica circuito elettrico

CIRCUITO ELETTRICO

Definiamo circuito elettrico una catena chiusa di conduttori dove scorre una corrente elettrica cioè un flusso continuo di particelle dotate di carica. Un circuito elettrico è costituito da tre elementi fondamentali:

• Il generatore elettrico: fornisce una tensione o ddp DV costante tra due suoi punti definiti polo positivo e polo negativo. La tensione, è quindi la grandezza caratteristica del generatore e si misura misurata in volt.  Le cariche q libere di muoversi sottoposte alla tensione DV si mettono in movimento, poiché sono sottoposte ad un lavoro dato dalla relazione

      Il generatore è una pila quando la ddp che è in grado di fornire è fissata. Una pila genera una corrente continua nel senso che circola sempre nello stesso verso e con intensità costante. La corrente nella rete elettrica domestica dei Paesi Europei è invece alternata con una frequenza di 50 Hz. Quando si utilizza una tensione alternata non ha senso parlare di polo positivo e negativo poiché le polarità si invertono 50 volte al secondo ( f = 50 Hz). Invece nei paesi anglosassoni la tensione è 110 V e f = 60 Hz.

• L'utilizzatore elettrico: trasforma l'energia potenziale elettrica posseduta dalle cariche in movimento altre forme di energia. Un utilizzatore di elettricità di tipo statico se trasforma l'energia elettrica in energia termica e luminosa (lampadina) oppure di tipo dinamico  quando trasformano l'energia elettrica in forza motrice (lavatrice). La grandezza fisica che caratterizza un generatore è la resistenza elettrica R che si misura in ohm.

• Un sistema di connettori che  collegano il generatore all'utilizzatore in modo da formare un circuito chiuso cioè non interrotto da materiale isolante. Spesse volte gli elementi di un circuito elettrico sono fissati su un sostegno detto circuito stampato. Esso è costituito da una sottile lastra di materiale isolante (fibra di vetro) sulla quale sono presenti delle sinuose strisce di rame,  le cosiddette "piste", che servono da collegamento per i vari componenti. La grandezza che caratterizza il circuito elettrico è l’intensità di corrente I e si misura in ampère (A).

La prima legge di Ohm stabilisce la relazioni esistenti tra gli elementi fondamentali dei circuiti e quindi tra le grandezze elettriche che li caratterizzano. Il suo enunciato è : "L'intensità di corrente in un circuito è direttamente proporzionale alla tensione ad esso applicata ed inversamente proporzionale alla resistenza del circuito stesso". La sua espressione matematica è:
Invece, la seconda legge di Ohm, permette di calcolare la resistenza di un conduttore a partire dalla sua lunghezza l e  dalla sezione S. La sua formulazione matematica è:    dove r è una costante di proporzionalità caratteristica del materiale che costituisce il conduttore chiamata resistività.