LE LEGGI DI KIRCHHOFF
Quando un circuito contiene diramazioni, le correnti e le tensioni si
distribuiscono tra i componenti secondo quanto prescritto dalle leggi di
Kirchhoff, dal nome del fisico tedesco Gustav Robert Kirchhoff che le scoprì.
La prima legge di Kirchhoff, conseguenza del principio di conservazione della
carica elettrica, afferma che la somma delle correnti che convergono in un nodo
del circuito è uguale, in ogni istante, alla somma delle correnti che se ne
allontanano. La seconda legge, conseguenza del principio di conservazione
dell'energia, afferma che, lungo ogni maglia, la somma algebrica delle tensioni
misurate ai capi degli elementi presenti è nulla. L'applicazione delle leggi di
Kirchhoff a un circuito permette di determinare il valore delle correnti in
esso circolanti e delle tensioni ai capi dei suoi elementi.
Le due leggi
di Kirchhoff permettono di determinare l'intensità di corrente i che
circola nei rami di un circuito, noti gli elementi che ne fanno parte.
Nell'illustrazione il circuito è costituito da due maglie, contenenti una
resistenza R, una capacità C e un'induttanza L. La legge dei nodi, che
rappresenta una conseguenza del principio di conservazione della carica,
afferma che la somma delle correnti che confluiscono in un nodo del circuito
(correnti entranti) è pari alla somma di quelle che se ne allontanano (correnti
uscenti). La legge delle maglie consegue invece dal principio di conservazione
dell'energia e afferma che la somma algebrica delle tensioni ai capi degli
elementi di una maglia (prendendo con il segno positivo le cadute di
potenziale).
L'IMPEDENZA l'applicazione della legge di Ohm ai circuiti
percorsi da correnti alternate è complicata dalla presenza di effetti induttivi
e capacitivi: entrambi limitano l'intensità delle correnti e, mentre
l'induttanza ritarda i picchi delle correnti alternate rispetto ai picchi delle
relative tensioni, la capacità ritarda i picchi delle tensioni rispetto a
quelli delle relative correnti. L'intensità della corrente alternata che
fluisce in un circuito AC può essere quindi determinata graficamente per mezzo
di opportune rappresentazioni vettoriali, oppure tramite l'equazione algebrica
in cui L
rappresenta l'induttanza, C la capacità e f la frequenza della corrente considerata. La
grandezza a denominatore nella frazione è detta impedenza del bipolo o del
tratto di circuito in esame (a una data frequenza) ed è generalmente
rappresentata con la lettera Z. L'impedenza può essere considerata come una
generalizzazione della resistenza per i circuiti percorsi da correnti variabili
nel tempo: infatti, se si pone f = 0 (corrente continua), l'impedenza Z
si riduce alla semplice resistenza R. Dunque, in generale, la legge di Ohm per
qualunque circuito elettrico può essere espressa nella forma I = V/Z.
[ Picolo appunti ]
