Cos’è un circuito elettrico?
Per far fluire gli elettroni è necessario un circuito chiuso. Un circuito elettrico fornisce un percorso completo e chiuso per l’elettricità. Le parti di un circuito consistono in un carico o resistenza, fili e un interruttore. La fonte di energia può essere una batteria, una termocoppia, una fotocellula o un generatore elettrico. Il carico è la parte del circuito che utilizza l’energia. Il carico del circuito offre sempre una certa resistenza al flusso di elettroni. Come risultato, l’energia viene convertita in calore, luce o energia meccanica. L’interruttore è un circuito elettrico utilizzato per impedire il flusso di elettroni. Questo è chiamato un circuito aperto
Ci sono due tipi di circuiti elettrici, il circuito serie e il circuito parallelo.
Circuito in serie
Un circuito in serie ha un solo percorso per il flusso di elettroni (vedi immagine del circuito in serie). Lo svantaggio principale di un circuito in serie è che se c’è un’interruzione nel circuito, l’intero circuito è aperto e non scorre corrente. Un esempio di un circuito in serie sono le luci di molti alberi di Natale economici. Se una luce si spegne, si spengono tutte.
Circuito parallelo
In un circuito parallelo le diverse parti del circuito elettrico sono su diversi rami. Ci sono diversi percorsi che gli elettroni possono percorrere. Se c’è un’interruzione in un ramo del circuito, gli elettroni possono ancora scorrere in altri rami (vedi immagine del circuito parallelo). La tua casa è cablata in un circuito parallelo così se una lampadina si spegne l’altra rimane accesa.
Circuiti elettrici in casa tua
In casa tua noterai che la maggior parte delle prese hanno 3 poli. Collegati alla presa ci sono tre fili. Due dei fili corrono paralleli tra loro e hanno una differenza di potenziale di 120 volt negli Stati Uniti, in Europa la differenza di potenziale è di 220 volt. Il terzo filo è collegato alla terra. Un filo collegato a terra fornisce il percorso più breve degli elettroni verso la terra, questo terzo filo non porta corrente. Il filo è semplicemente una caratteristica di sicurezza contro i cortocircuiti. Un cortocircuito è quando si verifica un incidente che permette all’elettricità di prendere un percorso più breve all’interno del circuito. Questi circuiti hanno meno resistenza e quindi più flusso di corrente. Se il filo ad alto potenziale dovesse toccare l’altra superficie metallica di un apparecchio, l’intero apparecchio assorbirà corrente e darà una scossa alla persona che lo tocca. Il filo di terra che ha un circuito più corto fornisce una caratteristica di sicurezza, così invece di corrente che scorre attraverso l’apparecchio scorrerà a terra.
Caratteristiche di sicurezza del circuito – fusibili e interruttori automatici
La tua casa permette solo l’uso di tanta elettricità alla volta. A seconda del cablaggio alcune case possono permettere fino a 150 ampere per entrare in tutta la casa in una sola volta, questo è diviso tra molti circuiti. Il circuito medio in una casa è di 15 o 20 ampere. Più corrente che scorre attraverso i fili li farà riscaldare e potrebbe scatenare un incendio. È quindi necessario avere dispositivi che fermino il flusso di elettroni quando la corrente diventa troppo alta. Un fusibile è un dispositivo comune in molte case. All’interno del fusibile c’è una piccola striscia di metallo. Quando la corrente che lo attraversa è troppo alta, la sottile striscia si scioglie e il circuito si interrompe.
I fusibili hanno lo svantaggio di dover essere sostituiti una volta che il fusibile è bruciato. Una soluzione migliore è quella di usare quello che si chiama un interruttore. Un interruttore ha un interruttore che si apre quando la corrente è troppo alta. Questo impedisce qualsiasi flusso di corrente. L’interruttore può essere chiuso manualmente dopo che la quantità di corrente utilizzata è diminuita. Un esempio è quando si accendono troppi dispositivi elettronici in casa che superano i 15 ampere, l’interruttore si spegne