I circuiti elettrici

I CIRCUITI ELETTRICI

Il circuito elettrico è sempre costituito da uno o più conduttori, connessi in maniera continua, che collegano il polo positivo con il polo negativo di un generatore.La condizione necessaria affinché in un circuito passi corrente, è che esso sia chiuso, ossia non abbia interruzioni, nel senso che i diversi conduttori che lo compongono costituiscano una successione continua. Se ad un certo istante questa continuità viene meno, si interrompe il circuito e la corrente cessa di passare; in questo caso il circuito è aperto. Due o più resistenze sono in serie se la corrente che le attraversa è la stessa, quindi la resistenza totale è data dalla somma di tutte le resistenze in serie del circuito. Quando due o più resistenze sono in parallelo, ai loro capi c'è la stessa differenza di potenziale, quindi il reciproco della resistenza totale è dato dalla somma dei reciproci delle singole resistenze in parallelo.

Si chiama generatore elettrico qualsiasi carica capace di mantenere una differenza di potenziale tra due suoi punti, detti poli del generatore. Il generatore e la batteria, convertono qualche altro tipo di energia in energia elettrica, ma non sono sorgenti di carica; è quindi una sorgente f.e.m di energia che mantiene permanente una corrente in un circuito, dove la f.e.m. e è il lavoro fatto per unità di carica dalle forze non elettriche, e si misura in volt. Quando una carica attraversa una batteria od un generatore, essa viene pompata da forze non elettriche ad un livello di energia potenziale elettrica maggiore. Nella resistenza, invece, la carica si muove nella direzione della forza del campo elettrico, e l'energia relativa spesa viene trasformata in calore. Il campo elettrico conservativo compie un lavoro positivo nella resistenza, negativo nella batteria e nullo quando una carica ha compiuto un giro completo del circuito. Quando una carica segue un percorso chiuso e ritorna al punto di partenza, la sua energia potenziale deve tornare al suo valore originario, dato che le forze elettriche sono conservative ed il lavoro risultante è nullo: e=iR

le batterie ed i generatori hanno effetti dissipativi associati al moto delle cariche che possono essere considerati come resistenze interne, che fanno in modo che la differenza di potenziale ai loro

morsetti sia minore della f.e.m. intrinseca del processo elettromotore. Parte dell'energia viene dissipata in calore all'interno dei generatori. Così possiamo dire che e=iR + ir dove r è la resistenza interna di un generatore. L'energia elettrica viene trasformata in un altro tipo di energia in un circuito, in base al carico applicato al circuito stesso.

La potenza relativa a qualsiasi elemento di un circuito è P=L/T=iV=i R=Ie. Questo perché, se ad esempio l'elemento circuitale è una resistenza, V=iR, ed in un tempo Dt, una carica DQ=iDt passa attraverso l'elemento. La sua variazione di energia potenziale è VDQ=ViDt che deve essere uguale al lavoro DL fatto sulla carica. In qualsiasi circuito elettrico in cui sono presenti solo carichi resistivi, la potenza fornita è sempre uguale alla potenza dissipata.

I generatori possono essere collegati in serie oppure in parallelo. Quando una batteria di pile o accumulatori sono collegati in serie, la f.e.m. della batteria è uguale alla somma delle f.e.m. dei singoli elementi, pile o accumulatori. Se due generatori generici di f.e.m. sono collegati in parallelo, affinché possano contribuire egualmente ala corrente totale i, è necessario che abbiano la stessa f.e.m. e la stessa resistenza interna.