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ETS: circuiti elettrici

Circuiti elettrici

Il collegamento degli apparecchi elettrici avviene connettendo fra di loro i morsetti di cui sono dotati.

Il circuito elettrico allora viene ad essere interessato da tensioni e correnti e da trasformazioni di energia che è possibile calcolare utilizzando le leggi che lo governano:

  • principi di conservazione della materia e dell'energia
  • principi di Kirchhoff
  • legge di Ohm
  • legge di Joule
  • ......
  • A parte vengono considerati i circuiti elettrici in corrente alternata (sinusoidale) come caso particolare.
  • Altri casi particolari sono i circuiti elettrici funzionanti a intermittenza (ad onda quadra o ad impulsi)

 

Regole di funzionamento di un circuito elettrico.

circuito elettrico

Il generatore produce ai suoi morsetti una tensione dovuta alla separazione delle cariche elettriche prodotta da un fenomeno fisico che si produce al suo interno .

  • legenda
  • - il generatore è indicato con G
  • - i morsetti del generatore sono i due cerchietti neri
  • - la tensione è indicata con VG ed una freccia e si misura in volt
  • - il fenomeno fisico produce una forza-elettromotrice

 

Generatori in parallelo

3pile parallDue o più generatori si collegano in parallelo per poter disporre di correnti più elevate di quanto il singolo generatore non sia in grado di erogare (nota1).

Si possono collegare in parallelo solo se hanno la stessa forza elettromotrice e se sono identici (nota2).

Il parallelo di una pila scarica con una carica non funziona e può essere anche pericoloso (nota3).

La forza elettromotrice totale è la stessa di ciascuno dei generatori, le fem non si sommano.

Le correnti si sommano così che l'insieme delle pile in parallelo possano erogare correnti elevate.

Generatori in serie

Due o più generatori si possono collegare in serie e la forza elettromotrice totale è la somma algebrica delle singole forze elettromotrici (nota 1).
4pile serieIn figura è disegnato lo schema elettrico per il collegamento di 4 pile in serie dove si vede che il polo positivo della pila sotto è in contatto col polo negativo della pila sopra. Il polo positivo della prima pila in alto si collega al circuito esterno che conduce le cariche fino al polo negativo dell'ultima pila in basso.

Le cariche elettriche vengono spinte dal polo meno al polo più verso l'alto accumulando energia mano a mano che risalgono ed ogni pila aggiunge la propria quota di energia. L'energia totale è la somma di quelle parziali.

Il collegamento in serie si realizza disponendo un generatore con il polo positivo in contatto col polo negativo del generatore che lo precede.

Resistenze in serie.R serie

Nello schema sono presentate due resistenze collegate in serie; la prima è collegata fra i punti A e B e la seconda è collegata fra i punti B e C.

Il punto B è comune alle due resistenze mentre i punti A e C non lo sono e si collegano al resto del circuito.

Quando sono collegate ad un circuito elettrico, le cariche che arrivano al punto A devono perdere parte della loro dell'energia in R1 per raggiungere il punto B e poi perdere altra energia in R2 per raggiungere il punto C.

Se si guarda il circuito dal punto di vista della corrente si può dire che "il punto B è all'uscita della prima resistenza e contemporaneamente all'ingresso della seconda resistenza".

Si dice anche che "nel collegamento in serie l'uscita della prima resitenza è collegata all'entrata della seconda resistenza".