Assonometria isometrica e cavaliera di un cubo

Corrente elettrica e sue applicazioni

Abbiamo visto in classe alcune applicazioni della corrente elettrica.

IL CIRCUITO ELETTRICO

Il circuito elettrico è l'insieme di tanti

dispositivi collegati tra loro in modo tale

da far passare la corrente elettrica.

I componenti fondamentali sono:

generatore: apparecchio capace di fornire

e mantenere una differenza di potenziale

(d.d.p.) ai suoi morsetti di uscita (pila,

accumulatore, dinamo, alternatore);

utilizzatore: serve per trasformare

l'energia elettrica in un'altra forma di

energia ed è chiamato carico (lampada,

frullatore, campanello); costituisce in

pratica una resistenza e la sua assenza

provoca il corto circuito;

conduttori: fili in metallo con bassa

resistenza (rame), usati per collegare tra

loro i vari dispositivi;

interruttore: dispositivo che serve per

aprire o chiudere il circuito, cioè per

interrompere o far avvenire il passaggio di

corrente

LA PRIMA LEGGE DI OHM

E' la legge più importante che mette in relazione le grandezze fisiche in gioco nel mondo dei fenomeni elettrici. Le sue tre formulazioni più semplici sono:

V = R x I

I = V :R

R = V:I

Queste tre espressioni debbono essere conosciute a memoria. Con esse, note che siano due grandezze, si può determinare la terza. Per esempio, conoscendo il valore della corrente che attraversa un circuito e quello della sua resistenza, è possibile ricavare il valore della tensione V applicando la prima delle tre espressioni della legge di Ohm prima citate.

Analogamente, conoscendo il valore della tensione e quello della resistenza di un circuito, è

facile risalire al valore dell'intensità di corrente che scorre in quel circuito. E questo esempiosi applica al circuito di figura, in cui la tensione del generatore (pila) è di 4,5 V e la resistenza vale 10 ohm.

Pertanto, servendosi della seconda espressione della legge di Ohm (I = V: R), si ha:

4,5 V : 10 ohm = 0,45 A = 450 mA

IL MOTORE ELETTRICO

Gli elementi fondamentali di un motore elettrico sono le spire (solenoidi) e le calamite (magneti). In questo modellino abbiamo una spira realizzata con filo di rame smaltato e due calamite al neodimio. Quando la corrente continua proveniente dalle batterie circola nella spira conduttrice (che in questo caso sarà il “rotore”), questa si comporta come una calamita con un polo Nord e un polo Sud e la direzione del campo magnetico segue la regola della mano destra. Questi poli, opposti a quelli della calamita fissa (anche chiamata “statore”) si respingono e perciò la spira ruota di 180°. Al termine della rotazione di 180° la corrente elettrica s’interrompe perché uno dei due estremi del filo della spira (i “collettori”) è isolato. La spira però continua a ruotare per inerzia finché ritorna al punto in cui fa contatto e si chiude il circuito nuovamente. 

Questo movimento continuo permette di trasformare l’energia elettrica in energia meccanica.

La forza che fa ruotare la spira percorsa da corrente quando è immersa in un campo magnetico si chiama Forza di Lorentz in onore del fisico olandese che la scoprì alla fine del 1800. Nella parte inferiore e superiore della spira la forza di Lorentz ha la stessa intensità ma verso opposto (vedi la figura); si crea quindi un momento torcente che provoca la rotazione.

AUTOPSIA DI UN ASCIUGACAPELLI

(http://www.oilproject.org/lezione/autopsia-di-un-elettrodomestico-l-asciugacapelli-6146.html)

Riconosciamo al suo interno un circuito elettrico composto da un interruttore, un motore elettrico e da alcune resistenze. Schematizziamo il tutto nel seguente diagramma:

La sorgente di tensione elettrica è la presa: questa genera nel circuito della corrente elettrica; 

Notiamo innanzitutto la presenza dell’interruttore: esso permette di chiudere il circuito in due diverse modalità, evidenziate dai numeri 1$1$ e 2$2$ nel diagramma. Al circuito sono collegate due resistenze, R$R$ ed R′$R^{}$, ed un motore elettrico, M$M$. Come risulta dal diagramma, comunque venga chiuso il circuito M$M$ e le resistenze sono collegate in parallelo; se l’interruttore viene messo nella posizione 1$1$, la corrente attraverserà solo la resistenza R$R$, mentre se viene messo nella posizione 2$2$, le resistenze R$R$ ed R′$R^{}$ saranno collegate in serie, e la corrente le attraverserà entrambe.

Attraversato da corrente elettrica, un componente resistivo si scalda per l'effetto termico: la resistenza R$R$ attraversata da corrente I$I$ sviluppa una potenza P$P$ pari a 

P=I2 R$$P{I}^{2}R$$

Questa potenza, non potendo essere spesa per altri effetti, è responsabile di un innalzamento di temperatura nel resistore. Se se impostiamo l’interruttore sulla posizione 2$2$, quindi, il calore ceduto sarà maggiore.

Il motore invece spende questa potenza per produrre energia meccanica, con una ventola che sposta dell’aria, la quale verrà convogliata nel tubo del phon, ove sono presenti le resistenze elettriche R$R$ e R′$R^{}$: per convezione, il calore ceduto dalle resitenze sarà responsabile di un innalzamento della temperatura dell’aria che fluisce attraverso il phon; maggiore è il calore ceduto, maggiore sarà la temperatura dell’aria uscente dal phon: selezionando la posizione 2$2$ sull’interruttore avremo quindi aria più calda!

MI RACCOMANDO DI NON SMONTARE ALCUN DISPOSITIVO ELETTRICO SENZA LA SUPERVISIONE DI UN ADULTO!!!

Proiezioni Ortogonali piramide a base quadrata

Per disegnare le P.O. della piramide a base quadrata con le facce laterali costituite da triangoli equilateri di lato 7 cm occorre preliminarmente calcolare l'altezza della piramide per poter disegnare correttamente le viste sui piani verticale e laterale.

Infatti le facce laterali sono inclinate rispetto al piano verticale, ne consegue che non posso rappresentare su quei piani dei triangoli equilateri.

Nel nostro caso conosciamo lo spigolo laterale e lo spigolo di base che coincidono trattandosi di un triangolo equilatero e sono lunghi 7 cm.

Dobbiamo quindi applicare per due volte il teorema di Pitagora:
- la prima volta per calcolare l'apotema, ovvero l'altezza del triangolo che costituisce la faccia laterale della piramide;
- la seconda volta per calcolare l'altezza della piramide che è l'informazione che ci serve, utilizzando il triangolo rettangolo costituito dall'altezza, metà spigolo di base e lo spigolo laterale. Tralasciando i calcoli l'altezza della nostra piramide quadrata con lato lungo 7 cm è circa 4,9 cm.