generatore di tensione 


Abbiamo visto che Il flusso di cariche elettriche in un conduttore, cioè la corrente elettrica, continua fino a che alle estremità del conduttore c'è una differenza di potenziale.

Quando si è ristabilito l'equilibrio, ovvero quando il potenziale elettrico è uguale in tutti i punti del conduttore, il flusso di corrente cessa. Ciò presenta analogia con quanto accade con la corrente di un fluido (se vi è differenza di pressione tra due zone atmosferiche, la corrente d'aria tende a fluire dalla zona a pressione maggiore verso quella a pressione minore) o con quanto si verifica tra due corpi a temperatura diversa (avviene un passaggio di calore dal corpo più caldo a quello più freddo, fino a che i due corpi non raggiungono la stessa temperatura). Allo stesso modo, la corrente elettrica fluisce in un conduttore fino a che tutti i punti di quest'ultimo non hanno raggiunto il medesimo potenziale.

Se si vuole fare in modo che la corrente continui a fluire e non si interrompa una volta raggiunto l'equilibrio elettrico, occorre l'intervento di un dispositivo che mantenga la differenza di potenziale, cioè che fornisca a un conduttore (o a un sistema di conduttori) l'energia necessaria per mantenere la corrente elettrica al suo interno: un tale dispositivo si chiama generatore di tensione (o generatore elettrico); la sua funzione è quella di controbilanciare l'effetto del moto delle cariche elettriche attraverso il conduttore, che tende ad annullare la differenza di potenziale.

Si può capire molto bene il ruolo del generatore ricorrendo a un'analogia idraulica. Supponiamo di avere un serbatoio d'acqua sospeso a una certa altezza dal suolo e collegato, tramite un tubo, con una vasca sottostante. L'energia potenziale gravitazionale dell'acqua la fa passare spontaneamente dai punti a energia potenziale maggiore (il serbatoio) a quelli a energia potenziale minore (la vasca), quindi in poco tempo l'acqua si trasferirà dal serbatoio alla vasca. Se volessimo riportare l'acqua dalla vasca nel serbatoio, dovremmo ricorrere a un dispositivo, una pompa idraulica, che compia un lavoro contro le forze del campo gravitazionale. La funzione del generatore è del tutto simile a quella della pompa idraulica.

Sono generatori di tensione le pile elettriche, le batterie delle automobili e le dinamo, che trasformano energia di diversa natura in energia elettrica. Le pile e le batterie delle auto trasformano energia chimica in energia elettrica; la dinamo si basa sulla produzione di elettricità dovuta a un campo magnetico . Il primo generatore di corrente fu proprio la pila e venne costruito nel 1800 dal fisico italiano Alessandro Volta (1745-1827).

Un generatore è solitamente dotato di due morsetti detti polo negativo (−), a potenziale più basso, e polo positivo (+), a potenziale più alto. Il generatore di tensione accumula le cariche positive al polo positivo e le cariche negative al polo negativo, compiendo un lavoro contro le forze del campo elettrico. Unendo tra loro con un conduttore (per esempio, un filo metallico) i poli opposti del generatore, le cariche scorrono entro il conduttore: un generatore permette quindi di ottenere corrente elettrica per un lungo periodo di tempo.

 

tratto da     http://www.sapere.it/


la corrente elettrica

Se si applica una differenza di potenziale agli estremi di un conduttore metallico, gli elettroni di conduzione, che sono liberi di muoversi tenderanno a spostarsi verso il punto a potenziale maggiore: cioè si produce, all'interno del conduttore, un flusso di cariche negative.  Il flusso di cariche elettriche costituisce la corrente elettrica:  tale flusso cessa quando non vi è più differenza di potenziale.

Le cariche elettriche in moto possono essere di diversa natura. Nei liquidi e nei gas la corrente elettrica è costituita da cariche positive e da cariche negative (ioni positivi e ioni negativi), mentre nei conduttori metallici la corrente è dovuta alle sole cariche negative, gli elettroni.

Per convenzione, il verso positivo della corrente elettrica è quello in cui si muovono le cariche positive, perciò la corrente procede dai punti a potenziale maggiore verso quelli a potenziale minore. Nei conduttori metallici in realtà   si muovono gli elettroni e il loro verso  è contrario al verso convenzionale della corrente.

Si definisce intensità della corrente elettrica I il rapporto tra la quantità di carica 
ΔQ che passa attraverso una sezione del conduttore in un certo intervallo di tempo Δ

L'intensità di corrente è una grandezza scalare e la sua unità di misura è l'ampere (simbolo A)

Si ha la corrente di 1 ampere quando attraverso la sezione del conduttore transita la carica di 1 coulomb in 1 secondo:

 

Un utile riassunto a questo link 

(http://www.fisica.uniud.it/~giannozz/Corsi/FisI/Slides/Circuiti.pdf)

 

e anche a questo

(http://farmacia.unich.it/fisica/didattica/farmacia_corrente_elettrica_CDG.pdf)


Dunque, l'intensità di corrente elettrica I viene definita come il rapporto fra la quantità di carica che attraversa la sezione di un conduttore diviso il tempo impiegato  

I = Q/t

quindi vale 1 A quando la sezione del conduttore è attraversata in 1 s dalla carica di 1 C.

Poiché la carica di ogni elettrone è  e=-1.6 × 10-19

 

10  C, ogni secondo passano 1/( 1.6 × 10-19) = 6. 25 × 10+18

 

 elettroni.

L'ampere è una delle unità di misura fondamentali del S.I.

 

Esempio : Calcolare la velocità degli elettroni in un filo di alluminio che ha una sezione S=1 mm2

 

 ed è attraversato dalla corrente I=1 A

 

(v 36 cm/ h)

Una unità di misura della carica non ammessa dal S.I. ma molto usata e l'amperora (simbolo A h) la cui definizione deriva dalla precedente espressione solo che il tempo non è un secondo ma un'ora. 1Ah=1 A × 3600 s=3600 C

 

l'immagine è tratta da  http://slideplayer.it/slide/590341/