Categoria Elettronica

Impedenza elettrica

Sia la corrente continua che la corrente alternata percorrendo un induttore il cui avvolgimento è costituito da numerose spire di filo di piccola sezione, quindi con una resistenza molto alta, incontrano un ostacolo dovuto da tale resistenza.

La corrente alternata oltre a questa resistenza incontra anche l'ostacolo dovuto alla reattanza induttiva che si comporta sia come un induttore che come un resistore.
Nella Fig. 1 è rappresentato un induttore senza resistenza (con resistenza trascurabile) e nella Fig. 2 un induttore con resistenza collegato in serie alla parte induttiva.

Induttore con e senza resistenza

Circuiti induttivi

Nell'articolo precedente ho parlato dei circuiti capacitivi cioè quei circuiti in cui oltre ad un generatore di tensione sono presenti solo condensatori. I circuiti invece costituiti da un generatore che alimenta esclusivamente induttori sono chiamati induttivi.

Circuiti Induttivi

Semplice circuito induttivo alimentato in corrente continua:

Circuito induttivo alimentato in corrente continua

Circuiti capacitivi

"I circuiti che comprendono esclusivamente resistori alimentati da un generatore sono considerati resistivi o anche ohmici mentre i circuiti che comprendono esclusivamente condensatori alimentati da un generatore e che quindi presentano una determinata capacità sono chiamati capacitivi e i circuiti costituiti da un generatore che alimenta esclusivamente induttori e che quindi presentano una determinata induttanza sono considerati circuiti induttivi."

Circuiti capacitivi

Semplice circuito capacitivo alimentato a corrente continua costituito da un condensatore:

Circuito capacitivo alimentato a corrente continua

La tensione alternata

Nell'articolo precedente abbiamo visto come si rappresenta graficamente la corrente alternata e quali sono le grandezze per identificarla (Fig. 1). Vediamo ora come si rappresenta graficamente la tensione alternata.

Rappresentazione grafica della corrente alternata

All'inizio del periodo 0s (0 secondi) come a metà del periodo 0,1s (0,1 secondi) ed alla fine del periodo 0,2s (0,2 secondi) la corrente è nulla. Se in questi istanti nel circuito non si ha corrente anche la tensione, fornita dal generatore, è nulla.

Corrente alternata

La corrente elettrica può essere continua o alternata.
Nella corrente continua il movimento degli elettroni è di intensità costante nel tempo mentre nella corrente alternata l'intensità varia continuamente ed è caratterizzata dal fatto che il flusso degli elettroni si inverte ciclicamente e con esso la polarità infatti la corrente alternata assume valori sia positivi che negativi.
Il più semplice generatore di corrente elettrica è la pila e in un circuito alimentato da una pila la corrente che vi fluisce è sempre diretta dal polo positivo al polo negativo della pila (Fig. 1) inoltre l'intensità della corrente è sempre costante.
Poichè ha sempre il medesimo valore viene chiamata tensione continua. La pila quindi è un generatore che fornisce una tensione continua e può far circolare una corrente continua.
Altri tipi di generatori sono in grado di fornire una corrente chiamata alternata. In un circuito alimentato da un generatore che fornisce corrente alternata quest'ultima circolerà nello stesso verso della corrente continua (Fig. 2).

Circuito corrente continua - Circuito corrente alternata

Legge di Joule

L'energia elettrica viene consumata per ottenere un lavoro oppure calore. Ad esempio quando accendiamo una lampadina, il suo filamento diventa incandescente fino a produrre luce. Questo è determinato da un consumo di energia che è di natura elettrica.
In realtà l'energia non si consuma ma viene trasformata ad un altro tipo di energia, in energia meccanica (lavoro) oppure in energia termica (calore).

Il calore prodotto dall'energia elettrica è dovuto all'effetto termico della corrente stessa e consiste nel riscaldamento di un conduttore da parte della corrente elettrica che lo attraversa.
Quando in un conduttore viene fatta circolare una corrente elettrica, il passaggio degli elettroni viene ostacolato dagli atomi contro i quali vanno a urtare gli elettroni stessi che nell'urto cedono una parte della loro energia scaldando così il conduttore.
Tutte le cariche costituenti la corrente che circola nel circuito sono uguali tra loro.

Collegamento in parallelo

Quando ai capi di due o più elementi, presenti in un circuito, si ha la stessa tensione si dice che sono collegati in parallelo.

Collegamento in parallelo

Resistori collegati in parallelo

Nei collegamenti in parallelo occorre però considerare come si comporta la corrente.
Nella Fig. 9 la corrente I esce dal polo positivo (+) della batteria e nel punto A si divide in due correnti (I1 e I2).
Queste due correnti attraversano la propria resistenza (R1 e R2) riunendosi poi all'altra nel punto B dal quale si ha nuovamente la corrente I che torna al polo negativo (-) della batteria.

Collegamento in serie

Quando due o più elementi di un circuito vengono attraversati successivamente dalla stessa corrente (I) si dicono collegati in serie (in serie tra di loro).

Collegamento in serie

Nel circuito della Fig. 1 la corrente I fornita dalla batteria, dopo aver attraversato il resistore R, deve attraversare la lampada L1 e poi la lampada L2 per poter giungere al punto B (-) della batteria.
In questo caso la lampada L1 e la lampada L2 sono collegati in serie.
La stessa cosa accade se ad un circuito aggiungiamo due resistori.

Resistenza e resistività - Conduttanza e conduttività

La resistenza elettrica di un conduttore dipende, oltre che dal materiale costituito, dalle dimensioni geometriche del conduttore stesso, la lunghezza e la sezione, infatti aumentando la lunghezza di un conduttore la sua resistenza aumenta mentre diminuisce aumentando la sua sezione.

La resistenza incontrata dalle cariche elettriche che percorrono un conduttore è tanto maggiore quanto più lungo è il conduttore stesso poichè il numero degli atomi che le cariche incontrano è maggiore.
Maggiore è la sezione del conduttore e più facilmente le cariche si muovono poichè hanno più possibilità di passare tra gli atomi del conduttore.

La Pila di Volta

Alessandro Volta, tra il 1799 e il 1800, costruì un generatore statico, che chiamò pila, costituito da dischetti di rame e zinco divisi da un feltro bagnato con una soluzione di acido solforico.

Pila di Volta

Per effetto della soluzione di acido solforico il rame si elettrizza positivamente. Come si nota nella fig. 1, il primo disco di zinco costituisce il polo negativo della pila invece l'ultimo disco di rame costituisce il polo positivo.
Collegando i due dischi (quindi i due poli negativo e positivo) con un conduttore si determina, nel conduttore stesso, il passaggio di una corrente elettrica che dal disco di rame (polo positivo) è diretta al disco di zinco (polo negativo).