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DEFINIZIONE:
La corrente attraverso la sezione di un conduttore è il rapporto tra la quantità di cariche che attraversa la sezione in un intervallo di tempo e l'intervallo di tempo stesso: i(t) =Δq/Δt
Alternativamente (meno efficace): la corrente è la quantità di carica elettrica che attraversa la sezione di un conduttore nell'unità di tempo.
Si misura in Ampere [A] ed è il rapporto tra Coulomb e secondi.
Per la corrente comunemente si usano i termini: ...scorre, attraverso il componente..., erogata dal..., circola nel..., ecc.
Ogni ramo è caratterizzato da una propria corrente (una sola corrente). Infatti le cariche che attraversano una sezione sono costrette a proseguire nella successiva; alla prima diramazione, al termine del ramo, si divideranno.
Correnti di rami diversi possono risultare solo quantitativamente uguali.
la corrente in ingresso di un bipolo deve essere uguale alla corrente in uscita.
"Quando usate il telefono, la vostra voce viene trasformata in impulsi elettrici, i quali viaggiano attraverso il filo fino a essere trasformati nuovamente in voce: per questi impulsi è più facile percorrere migliaia di chilometri all'interno del conduttore che attraversare i pochi millimetri dell'isolante! " (Teller Edward , Il lato oscuro della fisica)
RAPPRESENTAZIONE SUL CIRCUITO.
E' indispensabile rappresentare la corrente sullo schema elettrico.
La corrente si indica con una freccia sul ramo. Il verso scelto è quello effettivo se dall'analisi si ricava un valore positivo, altrimenti è opposto. In ogni caso, al termine dello studio, il verso iniziale non deve essere cambiato: lo studio svolto è valido con il verso inizialmente scelto.
Non è necessario associare a un componente con un certo pedice una corrente con pedice uguale.
A volte questo conduce al grave errore di non segnare la corrente sul ramo (indecisione sul verso).
All'interno dei conduttori ci sono tantissimi elettroni liberi di muoversi verso il potenziale positivo applicato dal generatore di tensione. Un generatore di tensione non crea le cariche elettriche; genera le condizioni energetiche per mettere in movimento gli elettroni presenti e liberi di muoversi nel circuito.
Nel caso degli isolanti mancano elettroni liberi (gli elettroni sono vincolati a permanere attorno al nucleo) e la corrente è nulla (... sull'autostrada non ci sono auto!).
Esempio. Con riferimento alla fig. si ha:
I1 entra nel nodo A ed esce dal nodo C;
I2 entra nel nodo B ed esce dal nodo A
I0 entra nel nodo B ed esce dal nodo C;
I4 entra nel nodo A ed esce dal nodo C;
I5 entra nel nodo B ed esce dal nodo C;
Si è scelto di assegnare alla corrente e al componente corrispondente pedici diversi;
La corrente I3 non deve essere inserita in quanto il
generatore di corrente I0 fissa la corrente sul ramo;
comunque I3=-I0 perché uguali e opposte.
COME SI MISURA
Il normale amperometro si inserisce in serie in un punto qualunque del ramo. Quindi nel caso di circuiti reali la misura può risultare invasiva: bisogna interrompere un ramo.
E' importante far entrare la corrente nella boccola rossa o indicata con +, altrimenti si commette un errore di segno.
Bisogna valutare il range di misura (max corrente prevista) per non danneggiare lo strumento (spesso si può danneggiare il fusibile) e il tipo di corrente AC o DC.
Lo strumento introduce inevitabilmente una resistenza serie e quindi si ha un errore di inserzione.
CIRCUITO APERTO
Parte del circuito che non ha cariche elettriche libere di muoversi.
Un circuito aperto è caratterizzato dalla proprietà di non lasciarsi attraversare dalla corrente elettrica, qualunque sia la tensione ai suoi capi. Quindi analiticamente è descritto dall'equazione I=0[A].
Per quanto detto in precedenza la presenza di un circuito aperto sul ramo annulla la corrente in ogni altra sezione del ramo.
Analogie
Autostrada. Immagina il ramo come un'immensa autostrada con miliardi di miliardi di corsie e intasata di auto: un avanzamento attraverso una sezione implica un pari avanzamento attraverso tutte le sezioni del ramo. Paragonare fenomeni di ordine di grandezza cosi' diverso, auto ed elettroni, può risultare fuorviante; è valido solo per alcuni aspetti. Ad es il movimento degli elettroni è disordinato in funzione dell'agitazione termica e degli urti: in tal senso la corrente elettrica, piuttosto che alle auto, si può ben paragonare al flusso di tantissimi moscerini in un tubo vuoto e diventa rappresentativa la velocità media lungo l'asse del tubo...
Modello idraulico (circuito chiuso: acquario) in cui:
- al ramo corrisponde una tubazione;
- alla carica elettrica corrisponde l'acqua che deve deve essere presente nel circuito;
- alla corrente elettrica corrisponde l'acqua in movimento
- a una batteria corrisponde una pompa.
ES.
La tabella rappresenta la quantità di carica elettrica che attraversa la sezione di un conduttore in funzione del tempo:
Rappresentare graficamente l'andamento della carica e della corrente in funzione del tempo.
La relazione i(t) = Δq/Δt è il rapporto tra due variazioni. Quali variazioni?
Se si vuole calcolare la corrente i in un istante, bisogna considerare il valore di q nello stesso istante e nell'istante precedente: Δq è la differenza tra il valore attuale della carica e il valore della carica nell'istante precedente
Δt è la differenza tra i due istanti
Dall'esame dei grafici si osserva che l'andamento della corrente è molto significativo nella valutazione del movimento delle cariche.
Ad es dall'istante 12s in poi non scorrono cariche elettriche, infatti i=0, mentre il grafico di q indica valori elevati.
Il tipo di legame tra i(t) e q(t) è ricorrente in Fisica; ad es. tra la velocità v e lo spostamento s: v(t) = Δs/Δt
ES. Giustificare i(t) come pendenza di q(t)
ES. E' possibile l'operazione inversa? Dato l'andamento di i(t) è possibile calcolare l'andamento di q(t)?
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