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iTony.
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La fondamentale relazione che esiste fra voltaggio, corrente e resistenza in un circuito elettrico, viene chiamata, Legge di Ohm.
Tutta la materia e' formata da atomi ed essi sono formati da 3 particelle subatomiche chiamati, Protoni, Neutroni ed Elettroni.
I protoni contengono cariche positive.
I neutroni non contengono nessuna carica e quindi sono neutrali.
Gli elettroni invece contengono cariche negative.
Gli atomi vengono tenuti insieme da una potente forza di attrazione fra il nucleo dell'atomo e gli elettroni che si trovano nel guscio esterno.
Quando i protoni, neutroni ed elettroni sono tutti insieme sono felici e stabili ma se vengono separati allora vogliono riunirsi fra loro per ristabilire l'equilibrio e quindi si crea una forza di attrazione esterna la quale viene chiamata "Differenza di Potenziale".
Ora se creiamo un circuito chiuso gli elettroni inizieranno a muoversi andando verso i protoni grazie alla forza di attrazzione, e di conseguenza si crea un flusso/corrente di elettroni. Questo flusso di elettroni viene chiamata "Corrente Elettrica".
Gli elettroni non fluiscono liberamente nel circuito visto che il materiale nel quale passano crea una restrizione al flusso di elettroni. Questa restrizione viene chiamata "Resistenza".
Tutti i circuiti elettrici o elettronici di base sono costituiti da tre grandezze/misure elettriche diverse ma molto molto legate fra loro chiamate: Tensione , ( V ) , Corrente , (I) e Resistenza , ( Ω ).
Tensione elettrica
Tensione , ( V ) è l'energia potenziale di un'alimentazione elettrica immagazzinata sotto forma di carica elettrica. La tensione può essere immagginata come la forza che spinge gli elettroni attraverso un conduttore, maggiore è la tensione, maggiore è la sua capacità di spingere gli elettroni attraverso un dato circuito. Poiché l'energia ha la capacità di fare lavoro, questa energia potenziale può essere descritta come il lavoro richiesto in JOULE per spostare gli elettroni in sotto forma di una corrente elettrica su un circuito da un punto o nodo ad un altro.
Poi la differenza di tensione tra due punti, connessioni o giunzioni (chiamati nodi) in un circuito è noto come la differenza di potenziale talvolta chiamata caduta di tensione .
La differenza di potenziale tra due punti è misurata in Volt con il simbolo V , o minuscola " v " , anche se a volte viene utilizza la lettera E per energia.
Quindi maggiore è la tensione, maggiore è la pressione (o forza di spinta ) e maggiore è la capacità di compiere lavoro.
Una sorgente di tensione costante è chiamato tensione DC, invece una tensione che varia periodicamente nel tempo è chiamato tensione alternata . La tensione è misurata in Volt , 1 volt viene definito come la pressione elettrica necessaria per forzare una corrente elettrica di 1 ampere attraverso una resistenza di 1 Ohm. Le tensioni sono generalmente espressi in Volt con prefissi utilizzati per indicare sottomultipli della tensione , come microvolts ( mV = 10^-6 V ) , millivolt ( mV = 10^-3 V) o kilovolt ( kV = 10^3 V) . La tensione può essere positiva o negativa.
Le batterie o alimentatori sono per lo più utilizzati per produrre una sorgente di tensione DC ( corrente continua ) stabile come 5v , 12v , 24v ecc in circuiti e sistemi elettronici . Mentre generatori di tensione CA ( corrente alternata ) sono disponibili per casa e civili potenza industriale e l'illuminazione e la trasmissione di potenza.
****Fonte wikipedia
I principali sistemi elettrici usati nel mondo, in relazione alla distribuzione di bassa tensione sono due, con le seguenti principali caratteristiche:
110-120 V, con frequenza 60 Hz (in generale nell'America del Nord e Centrale, e in Giappone dell'ovest)
220-240 V, con frequenza 50 Hz (in generale nel resto del mondo, con alcune eccezioni)
Occasionalmente troverete 110-120 V a 50 Hz (a Tokyo) o 220-240 V a 60 Hz such (a Manila nelle Filippine.
Se la frequenza e la tensione del paese sono uguali al vostro apparecchio, fate attenzione solo alla piccola differenza della presa, tra 110 V e 120 V, o tra 220 V e 240 V.
Se la tensione non è uguale avrete bisogno di un trasformatore per convertire la tensione .
Se invece è la frequenza a non essere uguale allora c'è poco da fare, la frequenza non può essere convertita in modo semplice.
*****Fine fonte.
Circuiti elettronici generali operano con batterie a corrente continua di vari voltaggi, 1.5v, 12v, 24v, etc.
Una semplice analogia può essere fatta tra un serbatoio di acqua e una tensione di alimentazione . Più alto è il serbatoio dell'acqua in confronto alla presa e maggiore è la pressione dell'acqua come più energia viene rilasciata, maggiore è la tensione, maggiore è l'energia potenziale e piu' elettroni vengono rilasciati.
La tensione è sempre misurata come differenza tra due punti in un circuito e la tensione tra i due punti è i Generalmente il denominata " caduta di tensione ".
Corrente elettrica
Corrente elettrica, (I) è il movimento o il flusso di carica elettrica e viene misurata in Ampere , simbolo I, per intensità). È il flusso continuo ed uniforme ( chiamato flusso) di elettroni ( particelle negative di un atomo ) intorno ad un circuito che vengono " spinte " dal generatore di tensione.
In realtà , il flusso di elettroni viaggia dal polo negativo ( -ve ) al polo positivo ( + ve ) della sorgente di tensione ma per la facilitare la comprensione di un circuito, il flusso di corrente convenzionale presuppone che la corrente fluisce dal positivo al terminale negativo.
Flusso di corrente convenzionale
Convenzionalmente questo è il flusso di carica positiva intorno un circuito , andando da positivo a negativo. Questo flusso di corrente da positivo a negativo è generalmente noto come flusso di corrente convenzionale.
Questa era la scelta convenzionale durante la scoperta dell' energia elettrica la quale si penso' fluisse da positivo a negativo in un circuito. Per continuare con questa linea di pensiero, in tutti i diagrammi circuitali e schemi, le frecce mostrate sui simboli per componenti come diodi e transistori puntano nella direzione del flusso di corrente convenzionale.
Flusso di elettroni
Il flusso di elettroni lungo il circuito è opposta alla direzione del flusso di corrente convenzionale essendo da negativo a positivo. La corrente che scorre in un circuito elettrico è composta di elettroni che scorrono dal polo negativo della batteria ( catodo ) attuale e ritorna al polo positivo ( anodo ) della batteria.
Questo perché la carica di un elettrone è negativa per definizione e così è attratta dal polo positivo. Pertanto, gli elettroni in realtà fluiscono intorno un circuito dal terminale negativo al positivo.
Sia il flusso di elettroni e di corrente convenzionale sono utilizzati da molti libri di testo. In realtà , non fa differenza che modo la corrente che fluisce nel circuito finché la direzione viene utilizzato in modo coerente. La direzione del flusso di corrente non influisce su ciò che la corrente fa all'interno del circuito. Generalmente è molto più facile capire il flusso di corrente convenzionale - da positivo a negativo.
In circuiti elettronici, una sorgente di corrente è un elemento di circuito che fornisce una quantità specificata di corrente, ad esempio, 1A, 5A, 10 Ampere ecc.
La corrente viene misurata in ampere.
Ampere è definito come il numero di elettroni o carica ( Q in coulomb ) che passa un certo punto del circuito in un secondo , ( t in secondi ).
Immagginate di avere un led nel quale passano 6.241×10^18 elettroni al secondo, allora avete 1 ampere di corrente e un LED bruciato
.
6241×10^18 = 6241000000000000000000 elettroni.
La corrente elettrica è generalmente espressa in ampere con prefissi utilizzati per indicare microampere ( μA = 10^-6A ) o Milliampere ( mA = 10^-3A ) . Si noti che la corrente elettrica può essere positiva o negativa a seconda della sua direzione di flusso.
La corrente che scorre in una sola direzione viene chiamata corrente diretta, o DC. invecela corrente che alterna avanti e indietro attraverso il circuito è nota come corrente alternata o AC. Sia AC o DC la corrente fluisce soltanto attraverso un circuito quando una sorgente di tensione è collegato ad essa.
Utilizzando il serbatoio d'acqua come analogia, la corrente è l'equivalente del flusso di acqua attraverso il tubo con il flusso che è lo stesso per tutto il tubo. Piu' veloce e' il flusso di acqua maggiore e' la corrente. Qualsiasi fonte di corrente sia DC che AC piace una condizione di corto o semi-corto circuito, ma odia qualsiasi condizione di circuito aperto visto che questo ne impedisce il flusso.
La resistenza
La Resistenza, ( R ) di un circuito è la sua capacità di resistere o impedire il flusso di corrente ( flusso di elettroni ) attraverso se stesso rendendo necessario applicare una tensione maggiore al circuito elettrico per provocare un flusso di corrente . La resistenza è misurata in Ohm , simbolo greco ( Ω , Omega ) con prefissi utilizzati per indicare Kilo - Ohm ( kΩ = 10^3Ω ) e Mega - Ohm ( MW = 10^6Ω ) . Si noti che la resistenza non può essere negativa di valore ma solo positiva.
La quantità di resistenza determina se il circuito è un " buon conduttore " ovvero sia, bassa resistenza o un " cattivo conduttore " e cioe ad alta resistenza. Bassa resistenza, ad esempio 1Ω o meno implica che il circuito è un buon conduttore realizzato con materiali quali rame , alluminio o carbonio mentre una elevata resistenza, 1M o più, implica che il circuito è un cattivo conduttore realizzato con materiali isolanti quali vetro, porcellana o plastica .
I " semiconduttori " invece come il silicio o germanio, sono materiali la cui resistenza è a metà strada tra quello di un buon conduttore e un buon isolante. Semiconduttori sono usati per fare diodi e transistor , ecc.
La resistenza può essere di natura lineare o non lineare. Resistenza lineare obbedisce legge di Ohm e controlla o limita la quantità di corrente che fluisce in un circuito in proporzione alla tensione ad esso collegato e quindi il trasferimento di potenza al carico. Resistenza non lineare , non obbedisce legge di Ohm ma ha una caduta di tensione attraverso di esso che è proporzionale a una potenza della corrente.
La resistenza è pura e non è influenzata dalla frequenza con l'impedenza AC di una resistenza pari alla sua resistenza DC e di conseguenza non può essere negativo. Ricordate che la resistenza è sempre positivo, e non negativa.
La resistenza può essere classificata come un attenuatore in quanto ha la capacità di cambiare le caratteristiche di un circuito per effetto del caricamento del circuito o dalla temperatura che cambia la sua resistività.
Per valori molto bassi di resistenza, per esempio milli- ohm , ( mΩ's ) a volte è molto più facile da usare il reciproco della resistenza ( 1 / R ) piuttosto che il valore della resistenza ( R ) stessa. Il reciproco della resistenza è chiamata conduttanza, simbolo ( G ) e rappresenta la capacità di un conduttore o un dispositivo di condurre elettricità, in altre parole la facilità con cui i flussi di corrente.
Alti valori di conduttanza implica un buon conduttore quale rame mentre bassi valori di conducibilità implica un cattivo conduttore come il legno. L' unità di misura standard per data conduttanza è il Siemen, simbolo ( S ) .
Ancora utilizzando l'analogia con l'acqua, la resistenza è il diametro o la lunghezza del tubo nel quale l'acqua scorre. Più piccolo è il diametro del tubo maggiore è la resistenza al flusso d'acqua, e quindi maggiore è la resistenza.
Direi che come inizio puo bastare.
Prossima lezione: Legge di Ohm.
Se avete dubbi o domande non esitate a postare.
Edited by iTony - 19/1/2015, 03:29
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Teoria dei circuiti digitali: Relazione fra Voltaggio, Corrente e resistenza.Base fondamentale per comprendere l'elettronica digitale. |
