Differenza di potenziale resistore
Ciao a tutti!
Sto studiando Fisica 2 e non comprendo una cosa sui circuiti.
Consideriamo un circuito in cui ho una resistenza.
Sono consapevole del fatto che considerare la resistenza elettrica confinata esclusivamente in un resistore è una modellizzazione.
Per mantenere una corrente $I$ continua attraverso il resistore occorre mantenere una differenza di potenziale ai capi del resistore.
Ogni quantità di carica $dQ$ trasportata da un capo all'altro del resistore dal campo elettrico, il quale è proporzionale alla corrente, comporta un lavoro $dQ*V$ compiuto dal campo.
Quindi il lavoro compiuto per portare un ammontare di carica $Q$ è uguale a ..
$L= Q*DeltaV$ , giusto?
Se derivo ottengo il lavoro per unità di tempo, $P=(dQ)/(dt) *DeltaV$ (effetto Joule).
...........
Se non ho detto cavolate finora, ho qualche domanda per voi:
1) Il fatto che il lavoro venga fatto dal campo elettrico mi risulta chiaro dal punto di vista matematico , ma dal punto di vista "pratico" no.
Il campo fa lavoro, quindi perde energia, o meglio, la cede all'ambiente sotto forma di calore. Questa energia deve essere fornita dall'esterno al campo?
2) Il campo tende a far scorrere la corrente dal potenziale più alto a quello più basso. Come faccio a sapere a priori a quale capo di un resistore (oppure in quale armatura di un condensatore) il potenziale è maggiore?
3) Perché la corrente è intesa come movimento di cariche positive, se nella definizione del flusso di densità di corrente appaiono il numero di elettroni con la loro carica?
Sto studiando Fisica 2 e non comprendo una cosa sui circuiti.
Consideriamo un circuito in cui ho una resistenza.
Sono consapevole del fatto che considerare la resistenza elettrica confinata esclusivamente in un resistore è una modellizzazione.
Per mantenere una corrente $I$ continua attraverso il resistore occorre mantenere una differenza di potenziale ai capi del resistore.
Ogni quantità di carica $dQ$ trasportata da un capo all'altro del resistore dal campo elettrico, il quale è proporzionale alla corrente, comporta un lavoro $dQ*V$ compiuto dal campo.
Quindi il lavoro compiuto per portare un ammontare di carica $Q$ è uguale a ..
$L= Q*DeltaV$ , giusto?
Se derivo ottengo il lavoro per unità di tempo, $P=(dQ)/(dt) *DeltaV$ (effetto Joule).
...........
Se non ho detto cavolate finora, ho qualche domanda per voi:
1) Il fatto che il lavoro venga fatto dal campo elettrico mi risulta chiaro dal punto di vista matematico , ma dal punto di vista "pratico" no.
Il campo fa lavoro, quindi perde energia, o meglio, la cede all'ambiente sotto forma di calore. Questa energia deve essere fornita dall'esterno al campo?
2) Il campo tende a far scorrere la corrente dal potenziale più alto a quello più basso. Come faccio a sapere a priori a quale capo di un resistore (oppure in quale armatura di un condensatore) il potenziale è maggiore?
3) Perché la corrente è intesa come movimento di cariche positive, se nella definizione del flusso di densità di corrente appaiono il numero di elettroni con la loro carica?
Risposte
"anonymous_58f0ac":
1) Il fatto che il lavoro venga fatto dal campo elettrico mi risulta chiaro dal punto di vista matematico , ma dal punto di vista "pratico" no.
Il campo fa lavoro, quindi perde energia, o meglio, la cede all'ambiente sotto forma di calore. Questa energia deve essere fornita dall'esterno al campo?
Prova a pensare a una situazione in cui hai due serbatoi collegati alla base con un tubicino, su cui sta un rubinetto. L'acqua è a livelli diversi nei due serbatoi. Se apri il rubinetto, l'acqua fluisce dal serbatoio più alto al più basso attraverso al tubicino compiendo lavoro (magari fa girare una turbina).
Il lavoro nasce dal campo gravitazionale, o meglio, dal diverso potenziale del pelo libero dei due serbatoi. Chiaramente, dopo un po' il dislivello si azzera, e se vuoi che il flusso continui devi prendere l'acqua dal serbatoio basso e riportarla in quello alto, con una pompa o qualcosa del genere.
Idem nel caso elettrico. Ci vuole un generatore che riporti le cariche al potenziale alto.
"anonymous_58f0ac":
2) Il campo tende a far scorrere la corrente dal potenziale più alto a quello più basso. Come faccio a sapere a priori a quale capo di un resistore (oppure in quale armatura di un condensatore) il potenziale è maggiore?
Perchè, a priori? A posteriori... se colleghi i capi di un resistore ad una pila vedrai pure su quale capo della pila c'è scritto + ... Idem per il condensatore. Quando lo hai caricato, saprai pure com'era collegato il generatore.
"anonymous_58f0ac":
3) Perché la corrente è intesa come movimento di cariche positive, se nella definizione del flusso di densità di corrente appaiono il numero di elettroni con la loro carica?
Convenzione. Spostare la carica $+Q$ da A a B ha esattamente gli stessi effetti che spostare la carica $-Q$ da B ad A
"anonymous_58f0ac":
... Perché la corrente è intesa come movimento di cariche positive, se nella definizione del flusso di densità di corrente appaiono il numero di elettroni con la loro carica?
Per la sfortuna di Franklin.
Vedi per es.
https://www.matematicamente.it/forum/viewtopic.php?f=19&t=199337#p8413832
Grazie mille per la risposta mgrau!
Okay quindi dal generatore fornisco energia al campo che a sua volta fornisce energia all'ambiente sotto forma di calore?
Perchè, a priori? A posteriori... se colleghi i capi di un resistore ad una pila vedrai pure su quale capo della pila c'è scritto + ... Idem per il condensatore. Quando lo hai caricato, saprai pure com'era collegato il generatore. [/quote]
Scusa ma non ho capito questa risposta
"mgrau":
Prova a pensare a una situazione in cui hai due serbatoi collegati alla base con un tubicino, su cui sta un rubinetto. L'acqua è a livelli diversi nei due serbatoi. Se apri il rubinetto, l'acqua fluisce dal serbatoio più alto al più basso attraverso al tubicino compiendo lavoro (magari fa girare una turbina).
Il lavoro nasce dal campo gravitazionale, o meglio, dal diverso potenziale del pelo libero dei due serbatoi. Chiaramente, dopo un po' il dislivello si azzera, e se vuoi che il flusso continui devi prendere l'acqua dal serbatoio basso e riportarla in quello alto, con una pompa o qualcosa del genere.
Idem nel caso elettrico. Ci vuole un generatore che riporti le cariche al potenziale alto.
Okay quindi dal generatore fornisco energia al campo che a sua volta fornisce energia all'ambiente sotto forma di calore?
"mgrau":
[quote="anonymous_58f0ac"]2) Il campo tende a far scorrere la corrente dal potenziale più alto a quello più basso. Come faccio a sapere a priori a quale capo di un resistore (oppure in quale armatura di un condensatore) il potenziale è maggiore?
Perchè, a priori? A posteriori... se colleghi i capi di un resistore ad una pila vedrai pure su quale capo della pila c'è scritto + ... Idem per il condensatore. Quando lo hai caricato, saprai pure com'era collegato il generatore. [/quote]
Scusa ma non ho capito questa risposta
Grazie Renzo
"anonymous_58f0ac":
Scusa ma non ho capito questa risposta
Allora forse io non ho capito la domanda. Cosa vuol dire sapere a priori ?
"mgrau":
[quote="anonymous_58f0ac"]
Scusa ma non ho capito questa risposta
Allora forse io non ho capito la domanda. Cosa vuol dire sapere a priori ?[/quote]
Ho un circuito semplicissimo con una fem, un resistore ed un condensatore.
Dati alcuni dati iniziali, per trovare un'incognita richiesta devo applicare leggi di Kirchhoff.
Stabilisco in modo arbitrario all'inizio:
-verso di percorrenza del circuito;
-verso della corrente (che alla fine, dai calcoli, si rivelerà oraria oppure antioraria).
Come faccio a sapere a quali capi del resistore e a quali capi del condensatore ho la d.d.p. maggiore?
"anonymous_58f0ac":
Come faccio a sapere a quali capi del resistore e a quali capi del condensatore ho la d.d.p. maggiore?
Intanto, non la d.d.p. (per questo, occorrono DUE punti), ma il potenziale.
Poi: c'è un solo anello che contiene i tre elementi? Se è così, non mi pare che ci siano molti dubbi sul verso di percorrenza della corrente... Se poi non è così fai vedere come sono messi
"anonymous_58f0ac":
... Dati alcuni dati iniziali, per trovare un'incognita richiesta devo applicare leggi di Kirchhoff.
Stabilisco in modo arbitrario all'inizio:...
Come faccio a sapere a quali capi del resistore e a quali capi del condensatore ho la d.d.p. maggiore?
In generale, così come arbitrariamente scegli i versi per le correnti, così parimenti puoi sceglierli anche per le tensioni [nota]Termine molto più generale ed usato rispetto a d.d.p.[/nota], normalmente però si scelgono dei "versi coordinati" in modo tale che la "relazione costitutiva"[nota]Per esempio, per un resistore rappresentata dalla legge di Ohm.[/nota] fra corrente e tensione del bipolo sia la più semplice possibile.
Nel caso dei bipoli si indica come "convenzione degli utilizzatori" il caso nel quale si scelga la corrente entrante nel morsetto del bipolo scelto positivo per la tensione, mentre invece con "convenzione dei generatori" quella opposta; ne segue che, scelta una delle due grandezze, ne deriva di conseguenza l'altra.
"mgrau":[/quote]
[quote="anonymous_58f0ac"]
Intanto, non la d.d.p. (per questo, occorrono DUE punti), ma il potenziale.
Poi: c'è un solo anello che contiene i tre elementi? Se è così, non mi pare che ci siano molti dubbi sul verso di percorrenza della corrente... Se poi non è così fai vedere come sono messi
per definire il potenziale servono sempre due punti, no?
a meno che non venga definito in modo univoco un punto del circuito in cui si conosce il potenziale
Bene, quindi è il caso semplice. E come mai sei in dubbio sul verso della corrente? Suppongo che andrà dal polo positivo della batteria a quello negativo (s'intende, all'esterno della batteria). O no?
Scomodare Kirchhoff in questo caso mi pare fuori luogo. A meno che tu voglia fare il formalista a tutti i costi...
Scomodare Kirchhoff in questo caso mi pare fuori luogo. A meno che tu voglia fare il formalista a tutti i costi...
Scusa Renzo, non sono sicuro di capire la connessione tra il tuo concetto di bipolo e quello di resistore e di condensatore
"mgrau":
Bene, quindi è il caso semplice. E come mai sei in dubbio sul verso della corrente? Suppongo che andrà dal polo positivo della batteria a quello negativo (s'intende, all'esterno della batteria). O no?
Scomodare Kirchhoff in questo caso mi pare fuori luogo. A meno che tu voglia fare il formalista a tutti i costi...
Ammesso che la corrente scorra nel verso mostrato in figura, il potenziale è più grande a sinistra del resistore che a destra, e più grande nell'armatura superiore del condensatore che nell'armatura inferiore?
"anonymous_58f0ac":
Scusa Renzo, non sono sicuro di capire la connessione tra il tuo concetto di bipolo e quello di resistore e di condensatore
Mah, io per bipolo intendo un qualsiasi elemento circuitale (o non) che presenti o anche solo che venga ad essere considerato fra due suoi punti (poli): un resistore, un condensatore, ma anche una persona fra mano e mano (mano/piede); il tuo concetto invece qual è?
"anonymous_58f0ac":
Ammesso che la corrente scorra nel verso mostrato in figura, il potenziale è più grande a sinistra del resistore che a destra, e più grande nell'armatura superiore del condensatore che nell'armatura inferiore?
"Ammesso"??? Comunque, sì, certo.
Signori sono stato un po' pedante solo perché volevo essere sicuro di non aver frainteso le vostre parole e di non commettere errori banali in futuro. Grazie mille per le vostre risposte!
Accedi a tutti gli appunti
Tutor AI: studia meglio e in meno tempo