La corrente elettrica e i circuiti

Nei dispositivi elettronici di qualsiasi genere, la corrente circola per permettere il corretto funzionamento grazie a dei circuiti elettrici, cioè degli insiemi di conduttori collegati tra loro e ad un generatore di corrente.

Per corrente elettrica si intende un moto ordinato di cariche elettriche; sappiamo che all’interno di un conduttore le cariche negative, cioè gli elettroni, sono liberi di muoversi; tuttavia vi sono anche dei casi in cui il movimento delle particelle coinvolge anche quelle positive, i protoni.

Il moto di queste particelle è dovuto alla differenza di potenziale che si crea all’interno di un circuito.

Come abbiamo già visto, infatti, le cariche positive tendono a muoversi verso punti a potenziale più basso; quelle negative, invece, si muovono naturalmente da punti a potenziale minore verso punti a potenziale maggiore.

E’ importante sottolineare che viene assegnato un verso di percorrenza del conduttore, che per convenzione si pone come quello che percorrono le cariche positive; il verso di percorrenza, quindi, è quello da punti a potenziale più alto verso punti a potenziale più basso.

La corrente che fluisce all’interno di un circuito è descritta da alcune caratteristiche, una di queste è l’intensità, un parametro che permette di quantizzare la grandezza della carica che attraversa una sezione di un conduttore in un certo intervallo di tempo.

L’intensità di corrente, quindi, di esprime come rapporto tra la carica elettrica e l’intervallo di tempo:

$ i = frac(∆Q)(∆t)$

L’intensità di corrente viene misurata in C/s, che nel Sistema Internazionale si indica come ampere (A).

L’intensità di corrente, poi, può essere costante o variabile nel tempo; in base a questo si possono individuare due tipi differenti di corrente elettrica: la corrente elettrica continua è quella per cui l’intensità di corrente rimane costante nel tempo; altrimenti si parla di corrente alternata.

Possiamo ora introdurre il concetto di circuito elettrico.

Un circuito elettrico è formato da diversi contribuenti: un generatore (ad esempio una pila), dei fili metallici che fungono da conduttori, e un dispositivo che permetta di verificare il passaggio della corrente (ad esempio una lampadina).

Il generatore

Il generatore è necessario per mantenere flusso della corrente; infatti, se non fosse presente un generatore di corrente, le cariche elettriche tenderebbero a muoversi spontaneamente per effetto di una iniziale differenza di potenziale.

Mano a mano che le cariche fluiscono, però, la differenza di potenziale tende a diminuire sempre di più fino ad annullarsi; a questo punto si fermerebbero anche le cariche elettriche, ponendo fine al flusso di corrente.

Un generatore, quindi, permette di ristabilire costantemente la differenza di potenziale, così da mantenere un flusso di corrente continuo.

Per farlo, il generatore trasporta le cariche positive da dove il potenziale è più basso per portarle dove è più alto, così da permettere loro il moto naturale verso punti a potenziale minore; questo processo, per un generatore ideale di tensione continua, avviene sempre e costantemente.

Il circuito elettrico

I circuiti elettrici possono essere aperti o chiusi in base al fatto se vi è passaggio di corrente o meno all’interno di essi; inoltre, come abbiamo visto per i condensatori, anche per i circuiti elettrici si parla di collegamenti in serie e in parallelo.

I circuiti collegati in serie sono quelli che vengono attraversati dalla stessa corrente elettrica; essi sono tali che i conduttori si trovano disposti in successione tra loro.

Generalmente, un circuito di questo tipo viene rappresentato come in figura:

circuiti-elettrici — Circuito elettrico con collegamenti in serie.

Un circuito in cui i conduttori sono collegati in parallelo, invece, è caratterizzato dal fatto che i conduttori hanno tutti le estremità connesse tra loro; di conseguenza essi sono sottoposti alla stessa differenza di potenziale.

Un circuito in parallelo si rappresenta in questo modo: