Fisicamente

di Roberto Renzetti

Ingegneria Meccanica – Roma Tre

AA/2011-2012

APPUNTI PER IL CORSO

(Ripresi integralmente e da me assemblati dai testi di bibliografia)

Roberto Renzetti

Bibliografia: Paul J. Tipler, Gene Mosca – Corso di Fisica – Zanichelli, 2009

                       Jay Orear – Fundamental Physics – John Wiley & Sons Inc, 1967

                       F.W. Sears, M.W. Zemansky – University Physics – Addison-Wesley Publishing Company, 1964

                       M. Alonso, E.J. Finn – Fundamental University Physics – Addison-Wesley Publishing Company, 1969

                        R. Renzetti – Vari appunti miei raccolti negli anniwww.fisicamente.net

PARTE OTTAVA

CORRENTE ELETTRICA CONTINUA

1 – Effetto e pila di Volta

Varie esperienze di Galvani

Il primo disegno in alto ci presenta una pila a corona di tazze, pila in cui il panno

inumidito (per il fatto che facilmente si seccava impedendo il funzionamento

dell’apparato) è sostituito da tazze con all’interno il liquido conduttore di seconda

specie. Gli altri disegni sono di pile a colonna con qualche tazza.

– Differenza di potenziale

La batteria di 2000 pile che nel 1813 Davy si fece sistemare nei sotterranei della Royal

Institution di Londra.

..

… e la batteria di pile che Napoleone fece realizzare a l’École Polytechnique nello stesso

anno..

2 – La corrente continua

– Definizione                      

               oppure       

dall’ultima relazione, data la corrente è possibile trovare la carica:

– Unità di misura: ampere  [che per ora è C/s, quando studieremo il magnetismo daremo la definizione ufficiale SI]

– Verso della corrente

Densità di corrente.  E’ il vettore J orientato come il vettore velocità delle cariche in moto (con stesso verso delle cariche se queste sono positive, altrimenti verso opposto) che descrive il flusso di carica che attraversa una certa sezione in un particolare punto all’interno del conduttore. Per ciascun elemento di area della sezione, la densità J è pari alla corrente che la attraversa per unità di area. Se si considera una sezione del conduttore, l’elemento di superficie dS, dove dS è un vettore orientato mediante la perpendicolare all’elemento di superficie medesima, J è legata alla corrente i dalla relazione:

Se la corrente è uniforme su tutta la superficie e se la superficie in considerazione è parallela a dS, allora J è costante e parallela a dS

                               

da cui;   

         

– Circuito elettrico

3 – La resistenza     

– Prima legge di Ohm

=> V = IR

                                         

– Unità di misura: ohm  (Ω)

– Seconda legge di Ohm

– La resistenza e quindi la resistività variano con la temperatura

dove la resistività alla temperatura t, ρt, è riferita ad una temperatura di 20°C ed α è un valore tabulato in °C-1 che è legato alla pendenza della retta del grafico. Questa legge non vale per i semiconduttori dove ρ cresce al diminuire della temperatura e non vale per gli isolanti dove la resistività diminuisce all’aumentare della temperatura.

– Generatori di f.e.m.

– Resistenza interna del generatore   =>     Legge di Pouillet

                                

dove il termine

 

è la caduta di tensione.

– Amperometro, Voltmetro, Galvanometro. Loro collegamenti

– Effetti della corrente: fisiologico (protezione, terra), chimico, magnetico, termico.

– Reostati

– Effetto Seebeck

– Effetto Peltier

– Pila di Melloni

– Resistenze in serie

V1 = IR1

V2 = IR2

V3 = IR3

V = V1 + V2 + V3 = IR1 + IR2 + IR3 = I(R1 + R2 + R3)       =>

R = R1 + R2 + R3

– Resistenze in parallelo

– Pile in serie ed in Parallelo

Si ricorre al collegamento in serie di pile per aumentare V:

                   

da cui:

Si ricorre al collegamento in parallelo di pile quando occorre alimentare una piccola resistenza esterna Re e quando si vuole una corrente maggiore

– Principi di Kirchhoff

Primo principio => ai nodi

In un nodo:

Σ I = 0

Secondo principio =>   alle maglie

In una maglia:

Σ f.e.m. = Σ IR

4 – Energia e potenza della c.c.

         La definizione generale di potenziale o differenza di potenziale era [si vedano la (2) e la (7) del capitolo 12]:

                                                      

Ricordando che la potenza è il lavoro fatto nell’unità di tempo, si trova:

EFFETTO TERMICO DELLA CORRENTE: EFFETTO JOULE

         Il lavoro elettrico, appena trovato, è:

EFFETTO CHIMICO DELLA CORRENTE: ELETTROLISI & CO.

EFFETTO MAGNETICO: ELETTROMAGNETISMO

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