IL catenaelettrico è il movimento di cariche elettriche, come gli elettroni, che avvengono all'interno di materiali diversi, a causa dell'applicazione di una differenza di potenziale elettrico. La corrente elettrica è la grandezzafisica che ci permette di sapere qual è il l'ammontarenelcaricare che ogni secondo attraversa la sezione di un conduttore. Secondo il sistema internazionale di unità, la carica elettrica è misurata in A.s (ampere volte secondi), questa unità, a sua volta, è chiamata coulomb (C).
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Tipi di corrente elettrica
Esistono due tipi di corrente elettrica: corrente elettrica continua e corrente elettrica alternata. Sebbene entrambi abbiano a che fare con un movimento di cariche elettriche, sono fondamentalmente diversi.
corrente elettrica continua
IL corrente elettrica continua è quello in cui gli elettroni sono costretti a muoversi in senso unico. Ciò non significa, tuttavia, che tutti gli elettroni si muovano in modo ordinato, poiché in realtà il movimento delle cariche elettriche è piuttosto caotico e lento. Questo è il risultato di diverse collisioni subite dagli elettroni con la rete cristallina dei conduttori mentre vengono trascinati dall'azione di un
campo elettrico esterno.Guardaanche:Circuiti elettrici: cosa sono, elementi, tipi
corrente elettrica alternata
A catenaelettricoalternato, il senso di movimento degli elettroni è periodicamenteinvertito a causa di un'inversione della polarità del potenziale che viene applicato al conduttore. In questo tipo di corrente elettrica, gli elettroni rimangono oscillanti intorno alla stessa posizione, questo fa sì che che c'è meno perdita di energia per effetto Joule, trasformazione dell'energia elettrica in energia termico. In Brasile, la frequenza di oscillazione della corrente elettrica alternata è di 60 Hz, cioè gli elettroni all'interno dei fili si muovono avanti e indietro circa 60 volte al secondo.
formula della corrente elettrica
La corrente elettrica può essere calcolata come il rapporto tra l'entità della carica elettrica che passa attraverso un conduttore nell'intervallo di tempo. La formula più semplice utilizzata per calcolare la corrente elettrica è mostrata di seguito, controlla:
io – corrente elettrica (A)
Q – carica elettrica (C)
t – intervallo/i di tempo
In caso di metalliconduttori, in cui la conduzione è svolta dal movimento degli elettroni, possiamo calcolare la corrente elettrica in funzione del numero di elettroni che ci attraversano ogni secondo. Per questo è necessario ricordare il quantizzazione della carica elettrica, questa proprietà della materia ci dice che la quantità di carica totale immagazzinata in un corpo è data da un multiplo intero della carica fondamentale (e = 1.6.10-19 C) presente in protoni ed elettroni.
no – numero di elettroni
e – carica elettrica fondamentale
Se uniamo le due equazioni mostrate, possiamo scrivere la seguente formula per la corrente elettrica:
Le formule mostrate sono utili per risolvere la maggior parte degli esercizi che coinvolgono la corrente elettrica, tuttavia non sono utili per i casi in cui la corrente elettrica è variabile. In tali casi, è normale che venga fornito un grafico come quello mostrato di seguito, nota:
Il grafico mostrato sopra mostra il modulo di a corrente elettrica variabile in funzione del tempo. Si noti che l'entità di questa corrente elettrica sta diminuendo. In questi casi è molto utile calcolare il area del grafico, che corrisponde a quantità di carico condotta in quell'intervallo di tempo.
Guardaanche:Che cos'è un campo elettrico?
Mappa mentale: corrente elettrica
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Senso convenzionale e senso reale della corrente elettrica
oh vero senso della corrente elettrica è quella in cui viaggiano gli elettroni in verso ilpotenziale elettrico maggiore (positivo), poiché la sua carica elettrica è negativa. Tuttavia, per ragioni puramente arbitrarie, è possibile assumere che gli elettroni abbiano cariche positive e che siano orientarsi verso il potenziale elettrico più basso, al fine di facilitare la comprensione e i calcoli relativi alla corrente elettrico.
Consulta una tabella che riassume i concetti di senso reale e senso convenzionale:
vero senso |
Gli elettroni con carica negativa si muovono verso il potenziale positivo |
senso convenzionale |
Gli elettroni caricati positivamente si muovono verso il potenziale negativo |
corrente elettrica e potenza
Quando la corrente elettrica passa attraverso i materiali che presentano resistenza elettrica, un fenomeno chiamato effetto jouletrasforma parte dell'energia immagazzinata nelle navi da carico in calore.
Attraverso il modulo di corrente elettrica è possibile calcolare qual è il potenza dissipata, ovvero la quantità di calore che viene generata ogni secondo, a causa del passaggio di una corrente elettrica. Verifica di seguito le principali formule utilizzate per il calcolo della potenza elettrica dissipata:
P – Potenza (W)
R – Resistenza elettrica (Ω)
io – corrente elettrica (A)
tu – tensione elettrica o potenziale elettrico (V)
Sopra, abbiamo tre possibili modi per calcolare la potenza elettrica. Chiamiamo U la caduta di potenziale o tensione elettrica, stabilita tra i terminali del conduttore, la resistenza elettrica, R, misura l'opposizione offerta da qualche mezzo al passaggio di corrente elettrico.
Effetti della corrente elettrica
La corrente elettrica è in grado di produrre effetti diversi se condotta attraverso corpi. Tra questi, possiamo evidenziare:
Effetti termici: quando la corrente elettrica passa attraverso un mezzo che ha una resistenza elettrica, le collisioni tra gli elettroni e gli atomi nel conduttore provocano un grande riscaldamento.
Effetti chimici: Alcune reazioni chimiche possono essere indotte o addirittura catalizzate quando avvengono in presenza di correnti elettriche.
Effetti magnetici: Il passaggio di corrente elettrica nei conduttori provoca la comparsa di un campo magnetico attorno ad essi.
Effetti fisiologici: Quando la corrente elettrica passa attraverso gli esseri viventi, i loro muscoli possono contrarsi fortemente. Alcuni valori di corrente elettrica sono potenzialmente fatali.
Effetti di luce: La corrente elettrica può generare luce quando passa attraverso determinati tipi di gas ionizzati, come quelli utilizzati nelle lampade fluorescenti o nelle lampade al mercurio.
Tra gli effetti sopra menzionati, uno di questi è di grande importanza per la nostra sicurezza, poiché il effetti fisiologici della corrente elettrica può essere piuttosto grave negli esseri umani.
Consulta una tabella che elenca l'intensità della corrente elettrica con le possibili conseguenze del suo passaggio attraverso il corpo umano:
Intensità di corrente elettrica (A) |
Effetto fisiologico più comune |
da 0,001 a 0,01 |
Piccoli formicolio; |
da 0,01 a 0,1 |
Contrazioni muscolari, dolore, difficoltà respiratorie, arresto cardiaco; |
da 0,1 a 0,2 |
Fibrillazione ventricolare; |
da 0,2 a 1,0 |
Arresto cardiaco e arresto cardiorespiratorio; |
da 1,0 a 10,0 |
Ustioni gravi, arresto cardiaco e possibile morte |
Di Me. Rafael Helerbrock
Fonte: Scuola Brasile - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/corrente-eletrica.htm
