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di Ron Kurtus (rivisto il 23 ottobre 2019)
Le unità base di un semplice circuito elettrico sono l’ampere, il volt e l’ohm.
Un circuito semplice consiste tipicamente in un’alimentazione di tensione, fili metallici che conducono la corrente elettrica, e una o più resistenze che resistono alla conduzione della corrente. La corrente può essere corrente continua (DC) o corrente alternata (AC), e non ci dovrebbero essere dispositivi aggiuntivi che influenzano la corrente.
L’unità per la corrente elettrica – l’ampere – è un’unità standard internazionale di base (SI). L’unità di tensione e l’unità di resistenza sono derivate dall’ampere e da altre unità standard. Sfortunatamente, il comitato internazionale di scienziati ha reso le definizioni più complesse del necessario.
Le domande che potresti avere includono:
- Qual è la definizione di un ampere?
- Che cos’è un volt?
- Qual è l’unità di resistenza?
Questa lezione risponde a queste domande. Strumento utile: Conversione di unità
Ampere
L’ampere (A) è un’unità SI di base della corrente elettrica. Può essere definito come la quantità di carica elettrica o il numero di elettroni che passano un punto di un circuito in un secondo. Un ampere equivale a 6,241*1018 elettroni che passano per un punto al secondo o un coulomb al secondo. (Il coulomb (C) è l’unità SI della carica elettrica.)
La definizione ufficiale SI di un ampere è piuttosto bizzarra:
“L’ampere è quella corrente costante che, se mantenuta in due conduttori paralleli rettilinei di lunghezza infinita, di sezione circolare trascurabile, e posti a 1 metro di distanza nel vuoto, produrrebbe tra questi conduttori una forza pari a 2*10-7 newton per metro di lunghezza.”
Nota: La mia opinione è che richiedere un conduttore di lunghezza infinita e sezione “trascurabile” non è pratico e non appartiene ad una definizione standard. Inoltre, ci sono implicazioni non dichiarate del rapporto di forza tra due fili e la corrente che dovrebbero essere espresse.
Siccome A è un’unità SI di base, non è espressa in termini di altre unità.
Volt
Il volt (V) è l’unità SI derivata del potenziale elettrico o forza elettromotrice che causa il movimento degli elettroni. Poiché una fonte di elettricità crea energia, un volt può essere definito come la differenza di potenziale tra due punti in un circuito elettrico che impartirà un joule (J) di energia per ogni coulomb (C) di carica che lo attraversa.
V = J/C
La tensione può anche essere indicata come potenziale elettrico lungo un filo quando una corrente elettrica di un ampere dissipa un watt (W) di potenza (W = J/s).
V = W/A
Un volt può essere espresso in unità SI come 1 V = 1 kg m2 s-3 A-1 (un chilogrammo metro quadrato al secondo cubo per ampere).
Considerando la definizione ufficiale SI di un ampere, un volt è anche uguale alla differenza di potenziale tra due piani paralleli infiniti distanziati di 1 metro che creano un campo elettrico di 1 newton per coulomb.
Ohm
L’ohm (Ω) è l’unità della resistenza elettrica in un circuito. Si definisce come la resistenza tra due punti di un conduttore quando una differenza di potenziale costante di 1 volt (V), applicata a questi punti, produce nel conduttore una corrente di 1,0 ampere (A), a condizione che il conduttore non sia la fonte di alcuna forza elettromotrice, come in una batteria.
Ω = V/A
Nota che questa è anche l’equazione della legge di Ohm.
Stando la resistenza in termini di unità SI di base:
Ω = kg m2 s-3 A-2
La resistenza elettrica è anche una funzione della sezione del filo, così come della sua temperatura.
Sommario
L’ampere (A) è un’unità SI di base che consiste nella quantità di carica elettrica o nel numero di elettroni che passano in un punto di un circuito elettrico in un secondo. Il volt (V) è il potenziale elettrico che fa muovere gli elettroni attraverso un filo. È un joule di energia per coulomb di carica. The ohm (Ω) is the unit of electric resistance equal to the 1 volt divided by 1 ampere.
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Resources and references
Ron Kurtus’ Credentials
Websites
Unit of electric current (ampere) – National Institute of Standards and Technology (NIST)
Ampere – Wikipedia
Coulomb Force – Wolfram Science World
Coulomb – Wikipedia
Voltage – HyperPhysics
Electric Potential Difference – Physics Classroom
Volt – Wikipedia
Ohm – Wikipedia
DC and AC Electricity Resources
Physics Resources
Books
Teach Yourself Electricity and Electronics by Stan Gibilisco; McGraw-Hill; (2001) $34.95 – Guide for professionals, hobbyists and technicians desiring to learn AC and DC circuits
Questions and comments
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