Resistori e Condensatori
Introduzione:
Dopo aver presentato, nel lavoro precedente, il circuito elettrico e i due rispettivi collegamenti (in serie e in parallelo) è fondamentale capire, attraverso un esperimento, come varia l’intensità di corrente in un conduttore quando cambia la differenza di potenziale ai suoi capi:
-Durante l'esperimento, il conduttore deve essere a temperatura costante e devono restare stabili tutte le grandezze che potrebbero modificarne il comportamento elettrico.
In particolare:
- Si misura la corrente con un amperometro collegato in serie al conduttore, in modo che la corrente che lo attraversa sia la stessa.
- Si misura la differenza di potenziale con un voltmetro collegato in parallelo al conduttore, in modo da avere la stessa differenza di potenziale ai suoi capi.
![Image](https://www.geogebra.org/resource/afvvwaka/iFW1ayrPJGlgOdKN/material-afvvwaka.png)
Otteniamo la curva caratteristica del conduttore riportando i dati in un grafico corrente-tensione.
I conduttori hanno comportamenti vari:
![Image](https://www.geogebra.org/resource/fz3wsmez/uMDqwpRel523V7pK/material-fz3wsmez.png)
Il fisico George Ohm verificò che esiste una classe di conduttori la cui curva caratteristica è una retta passante per l’origine.
-Questi conduttori sono detti ohmici dal suo nome.
![Image](https://www.geogebra.org/resource/jtsquhwt/eyyATvnGd07DNFoH/material-jtsquhwt.png)
La prima legge di Ohm afferma quindi che:
La costante R, ovvero la resistenza elettrica, si misura in
--> unità di misura chiamata ohm:
-La resistenza elettrica è quindi una grandezza che misura quanto sia facile o difficile, per i portatori di carica, muoversi attraverso un conduttore ohmico.
- Nei conduttori ohmici, l’intensità di corrente è direttamente proporzionale alla differenza di potenziale applicata ai loro capi.
Precisiamo che:
- Tutti i componenti dei circuiti elettrici che soddisfano la prima legge di Ohm vengono definiti resistori.
Essi sono dotati di una sequenza di anelli colorati che permettono di leggere qual è il valore della loro resistenza.
![Essi sono dotati di una sequenza di anelli colorati che permettono di leggere qual è il valore della loro resistenza.](https://www.geogebra.org/resource/tefsccua/jTOCM1WFkzywpROO/material-tefsccua.png)
Negli schemi elettrici, il resistore è invece evidenziato dal simbolo:
![Image](https://www.geogebra.org/resource/p49meurj/OG4zIyfzdEPEBqTF/material-p49meurj.png)
Ohm elaborò una "seconda legge", la quale mette in evidenza come la resistenza R dipenda dalle dimensioni del conduttore e dal tipo di metallo che lo costituisce.
- La seconda Legge di Ohm afferma infatti che la resistenza elettrica di un filo conduttore ha un rapporto di diretta proporzionalità con la sua lunghezza, e di inversa proporzionalità con la sua sezione.
-Prendiamo adesso in esame un circuito costituito da un generatore di tensione collegato a una rete di resistori:
- La resistenza equivalente della rete di resistori è quella di un singolo resistore che, sottoposto alla stessa differenza di potenziale a cui è soggetta l'intera rete, assorbe dal generatore la stessa corrente elettrica.
-E' fondamentale precisare che anche i resistori possono essere collegati in serie e in parallelo.
RESISTORI IN SERIE
![Image](https://www.geogebra.org/resource/cb73bfkd/z3awRL2mamAf1bA6/material-cb73bfkd.png)
- Due o più resistori sono collegati in serie se hanno in comune tra loro la stessa intensità di corrente
- La resistenza equivalente di n RESISTORI POSTI IN SERIE è uguale alla somma delle resistenze dei singoli resistori; in particolare ricaviamo la formula:
RESISTORI IN PARALLELO
![Image](https://www.geogebra.org/resource/qgyy9v44/ShG6V7nxBdQ0pxCE/material-qgyy9v44.png)
- Due o più resistori sono collegati in parallelo se ai loro capi è applicata la stessa differenza di potenziale.
- Se si hanno n RESISTORI COLLEGATI IN PARALLELO, l'inverso della loro resistenza equivalente è uguale alla somma degli inversi delle resistenze dei singoli resistori; in particolare ricaviamo la formula:
-A questo proposito è fondamentale capire cosa si intende per "risoluzione di un circuito".
- Risolvere un circuito significa determinare le correnti attraverso tutti gli elementi del circuito e anche le differenze di potenziale ai capi di ognuno di essi.
- Un nodo è un punto in cui convergono tre o più conduttori.
- Due o più rami che hanno estremi comuni, cioè che connettono i due stessi nodi formando un tratto chiuso del circuito, costituiscono una maglia.
- Ciascuno dei conduttori che congiungono due nodi costituisce un ramo.
- La prima legge di Kirchhoff, o legge dei nodi, stabilisce che la somma delle intensità delle correnti entranti in un nodo è uguale alla somma delle intensità delle correnti uscenti
![Image](https://www.geogebra.org/resource/tkxs9up5/WzUjQJq6F5FZppBS/material-tkxs9up5.png)
- La seconda legge di Kirchoff, o legge delle maglie, afferma che la somma delle differenze di potenziale che si incontrano percorrendo una maglia è uguale a zero.
![Image](https://www.geogebra.org/resource/agfrf76x/2Zd11LmI7ji0InTA/material-agfrf76x.png)
CONDENSATORI
Questi sono rappresentati come in figura:
![Image](https://www.geogebra.org/resource/nfndgyzn/Ga0NLXhXVE5WyhHx/material-nfndgyzn.png)
In un circuito, anche i condensatori possono essere collegati in serie o in parallelo.
Innanzitutto precisiamo che:
- Si chiama capacità equivalente di una rete di condensatori quella di un singolo condensatore che, sottoposto alla stessa differenza di potenziale a cui è soggetta l’intera rete, assorbe la stessa carica elettrica.
CONDENSATORI IN PARALLELO
Due o più condensatori sono collegati in parallelo se sono connessi in modo da avere ai loro estremi la stessa differenza di potenziale.- La capacità equivalente di più condensatori collegati in parallelo è uguale alla somma delle capacità dei singoli condensatori:
CONDENSATORI IN SERIE
Due o più condensatori collegati in serie tra loro portano sulle armature la stessa carica.- L’inverso della capacità equivalente di due o più condensatori posti in serie è pari alla somma degli inversi delle loro singole capacità:
![Image](https://www.geogebra.org/resource/kan5nvgq/oxqkOth1ov0PQcjB/material-kan5nvgq.png)