Re: corrente elettrica

From: Elio Fabri <mc8827_at_mclink.it>
Date: Fri, 14 May 2004 21:11:48 +0200

Alex ha scritto:
> Immaginiamo due poli di un generatore di corrente continua: ha senso
> parlare di tensione anche anche a circuito aperto? Cio� al polo
> positivo, dove c'� l'eccesso di elettroni, questo eccesso c'� amnche a
> circuito aperto? Si pu� considerare il polo positivo come un
> conduttore i equilibrio elettrostatico con tutti gli elettroni in
> eccesso "immobili" e distribuiti (per Gauss) alla sua superficie?
La risposta e' si' a tutte le domande, a parte il fatto che al polo
positivo ci sara' un difetto di elettroni, non un eccesso :)

> ...
> Passiamo ora alla corrente alternata. Ha senso, in riferimento alla
> fase, dire che essa � - anche a circuito aperto - sottoposta ad un
> potenziale elettrico variabile?
Si' a parte che non direi "e' sottoposta a" ma piuttosto "si trova a"

> ...
> In questo caso per� non si pu� pensare ad una situazione di
> equilibrio elettrostatico e cos� mi sorgono due quesiti:
>
> - cosa accada realmente, da un punto di vista particellare diciamo
> nell'ultimo metro di "filo" dietro la mia presa elettrica? Sento dire
> ad alcuni che non sono fli elettroni che si muovono ma � il campo
> elettrico che cambia, ecc ecc. Va benissimo, lo capisco. Ma di fatto
> se cambia il campo nel mio metro di file elettrico ecco che uno
> spostamento di cariche si deve verificare. Infatti.

Considera il tuo ultimo metro di filo, che avra' piu' o meno parallelo
il filo del neutro. Tra i due c'e' un campo (variabile nel tempo).
Se c'e' un campo, sulla superficie dei fili ci dev'essere una carica,
che anch'essa varia nel tempo.
(In sostanza, i due fili formano un condensatore, che si carica e si
scarica.)
Dunque c'e' anche una corrente, il cui valore di picco e' wCV, se V e'
la d.d.p. di picco.
Prova a calcolare quant'e', con una stima ragionevole delle dimensioni
e distanze dei fili.

> - se tutto quello che ho scritto sopra accade, allora gli elettroni si
> muoveranno velocemente sotto e sopra nel mio metro di filo (sempre a
> circuito aperto). Questo non produce calore per effeto joule?
Anche senza pensare agli elettroni, se c'e' una corrente nel filo, e
se questo ha una resistenza, c'e' di sicuro effetto Joule.
In pratica stai studiando un circuito formato da un resistore in serie
a un condensatore, cui e' applicata una f.e.m. alternata.
Pero' se metti i numeri vedrai che la potenza dissipata e' irrisoria.

Incidentalmente, il problema e' un po' piu' complesso, perche' il tuo
"ultimo metro" non e' speciale: anche il penultimo metro porta delle
cariche, ecc.
Ti trovi a dover considerare una linea a costanti distribuite: una
certa capacita' e una certa resistenza per unita' di lunghezza.
Cosi' le cose si complicano, e a stretto rigore non e' vero che la
d.d.p. alla presa sia uguale a quella al generatore, anche a circuito
aperto; ma non e' proprio il caso di preoccuparsene per i fili della
rete domestica.
In altri casi pero' (es. linee telefoniche) bisogna farci caso, e
amche pensare all'induttanza. Gia', perche' non c'e' solo il campo
elettrico: se c'e' corrente c'e' campo magnetico...
L'equazione che riassume la teoria della linea si chiama "equazione
dei telegrafisti".

Un'ultima cosa: non credere che gli elettroni nei fili di casa
facciano chissa' che corse...
Prendi un filo, poniamo di 1 mm^2 di sezione, percorso da una corrente
alternata poniamo di 1 ampere, e cerca di valutare come si muovono gli
elettroni.


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Elio Fabri
Dip. di Fisica - Univ. di Pisa
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X-Mozi
Received on Fri May 14 2004 - 21:11:48 CEST