dall'elettrone alle correnti elettriche

1. LA MATERIA, LE CARICHE,
L’ENERGIA,DENSITA’,INTENSITA’,POTENZA E
RESISTENZA ELETTRICA
Secondo il modello atomico di Bohr la più piccola parte
costituente la materia ( una volta inscindibile ) è
costituita da Elettroni Protoni e Neutroni :

2. Gli elettroni girano intorno al nucleo ( costituito da Protoni e
neutroni ) in orbite spaziali di varie forme a cui corrispondono
diversi livelli Energetici
Se Gli elettroni acquisiscono o perdono
Energia possono passare da un’orbita all’altra

3. A seconda della Facilità con cui gli Elettroni più esterni
possono “saltare fuori dall’atomo” per trasferirsi
nell’orbita di un altro atomo possiamo distinguere
MACROSCOPICAMENTE 3 tipi di materiali :
• CONDUTTORI ( basta la temperatura ambiente a
permettere a miliardi di elettroni di saltare liberamente da
un’atomo all’altro )
• SEMICONDUTTORI ( a Temperatura ambiente solo una
parte relativamente piccola circa 1-10 milioni per cm3
)
• ISOLANTI ( Occorre fornire elevata energia per far “ saltare
fuori “ gli elettroni dalle loro orbite )

4. Bande di Energia

5. Quando riusciamo a “ convogliare” tutti gli elettroni in un’unica
direzione abbiamo un flusso di cariche che può essere piu o
meno intenso a seconda della forza di attrazione ( Forza
Elettrica – Campo elettrico ) che riusciamo ad utilizzare
Maggiore è la differenza di “potenziale” tra polo positivo e negativo, Maggiore
sarà il flusso di elettroni che scorre nel “ condotto “ illustrato nella figura
seguente.

6. Il Flusso di Elettroni lo possiamo considerare simile ad un fiume
che scorre dalla sorgente ( posta ad un’altezza maggiore ) sino
al mare ( posto ad un’altezza inferiore della sorgente )

7. Per quantizzare la quantità di cariche occorre definire,
oltre la ddp, altre 2 grandezze :
• DENSITA’ DI CORRENTE ELETTRICA = Numero di cariche che
attraversano l’unità di Area
• Se, per analogia, pensiamo al letto di un fiume, risulta evidente che
considerata la sezione del letto, la quantità di molecole di acqua che
“attraversano” la sezione normalizzata ( es. 1 metro quadro ) definisce la
DENSITA’ di molecole d’acqua ci dà un’idea della quantità d’acqua del
fiume. Similmente la quantità di cariche che attraversano la sezione di
conduttore di area unitaria viene definita DENSITA’ di corrente indicata con
il simbolo J [ J ] = A/m2

8. • INTENSITA’ DI CORRENTE ELETTRICA = Numero di cariche
che attraversano l’unità di area
nell’unità di tempo.
Seguendo la precedente analogia, la densità ci dice la quantità di acqua con cui
abbiamo a che fare ma non la velocità con cui scorre nel letto del fiume. Risulta
evidente la differenza di energia che esiste tra un fiume con una portata d’acqua
elevata ma “placido” con un fiume con portata più piccola ma con delle “ rapide”
molto forti. Ancora una volta, per analogia, nel campo elettrico la velocità con cui si
muovono le cariche indica una diversa Energia . Il simbolo con cui di indica
l’intensità di corrente è I [ I ] = A.

9. • Per quello che abbiamo detto la V indica la differenza di energia
posseduta da una singola carica tra due punti, la I indica il numero di
singole cariche che sono sottoposte a quella ddp nella UNITA’ di TEMPO
• Quindi se moltiplichiamo la differenza di energia ( acquisita o persa dalla
singola carica ) per il numero di cariche ( per unità di sezione ) otteniamo
la ENERGIA ELETTRICA di tutte le cariche. Se dividiamo questa energia per
il tempo in cui si “esplica” otteniamo la POTENZA
• Il simbolo della potenza è P [ P ] = W
• Considerando la ddp e la I possiamo evincere la formula che ci permette
di calcolare la Potenza Elettrica
• P = V*I

10. • Per quello che abbiamo detto la V indica la differenza di energia
posseduta da una singola carica tra due punti, la I indica il numero di
singole cariche che sono sottoposte a quella ddp nella UNITA’ di TEMPO
• Quindi se moltiplichiamo la differenza di energia ( acquisita o persa dalla
singola carica ) per il numero di cariche ( per unità di sezione ) otteniamo
la ENERGIA ELETTRICA di tutte le cariche. Se dividiamo questa energia per
il tempo in cui si “esplica” otteniamo la POTENZA
• Il simbolo della potenza è P [ P ] = W
• Considerando la ddp e la I possiamo evincere la formula che ci permette
di calcolare la Potenza Elettrica
• P = V*I