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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

 

 

La tensione elettrica è dovuta alla presenza di cariche elettriche positive in eccesso, presenti al polo positivo (indicato col segno +), che sono attratte dalle cariche elettriche negative in ecceso che ci sono al polo negativo (indicate col segno -).

Il fatto che ci sia tensione significa che le cariche elettriche hanno dell'energia perchè sono state forzatamente separate (come avviene con una molla che viene allungata con la forza).

Dato che fra il polo positivo ed il polo negativo ci sono materiali conduttori, le cariche si mettono in movimento per ricongiungersi e si genera la corrente  (indicata con I, ed una freccia) (nota 1).

Per convenzione si considera il movimento delle cariche elettriche positive.

L'utilizzatore, indicato con U, assorbe l'energia che hanno le cariche elettriche producendo energia di qualche altro tipo e provocando una caduta di tensione (indicata con VU ed una freccia).

Dal punto di vista dell'energia in circolazione si può dire:circuito bilen

- il generatore, utilizzando energia a disposizione (freccia rossa) produce energia elettrica  (freccia blu) 

- il circuito elettrico trasporta l'energia dal generatore all'utilizzatore (freccia blu)

- l'utilizzatore utilizza l'energia elettrica (freccia blu) e la trasforma in altro tipo di energia (freccia gialla).

 

 

Regole matematiche

- la tensione si indica con la lettera V, la tensione sul generatore è uguale alla tensione sull'utilizzatore:

VG = VU

la tensione si misura in volt (abbreviato con V);

 

- l'intensità di corrente, o semplicemente la corrente, si indica con I, è unica ed è uguale in ogni punto del circuito (equivale a dire che la corrente in uscita dal polo positivo del generatore è uguale alla corrente in entrata nell'utilizzatore che è uguale alla corrente in uscita dall'utilizzatore che è uguale alla corrente in entrata nel polo negativo del generatore) (nota 2)

la corrente si misura in ampere (abbreviato con A);

 

- la potenza, se non si considerano perdite di energia (nota 3), deve rispettare il principio di conservazione dell'energia:

Pin = Pel = Pout

la potenza si misura in watt (abbreviato con W).

 

Nota: In regime di corrente continua (nota 4) che si ha quando si usano pile, batterie, accumulatori, dinamo, celle solari, la potenza elettrica si ricava con:

Pel = V*I

Approfondimenti qui.

 

note

nota 1: le cariche non si ricongiungono passando atraverso il generatore perchè è esso la causa della separazione; solo dei conduttori al suo esterno possono consentire il ricongiungimento delle cariche di segno opposto.

nota 2: La corrente non si consuma ma l'energia si.

nota 3: la potenza è energia (assorbita, prodotta, generata, trasportata) in un secondo; le espressioni di energia e potenza si corrispondono. Dato che l'energia si indica con la lettera W (che sta per work, lavoro in inglese) si può scrivere: Win = Wel = Wout.

nota 4: in corrente alternata, quella disponibile alle prese di casa, il prodotto V*I da una potenza apparente che non rappresenta la potenza media che viene trasportata nei circuiti elettrici e scambiata tra gli apparecchi a meno che non si tratti di resistenze (le vecchie lampade ad incandescenza, fornelli ie forni a resistenza (non quelli a induzione), ferri per stirare e poco altro ...). Altri apparecchi elettrici ed elettronici, motori, bobine, condensatori non assorbono la potenza calcolata con V*I.

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