Circuiti Elettrici e Magnetismo: Principi Fondamentali

Circuiti Elettrici

Configurazione dei Conduttori

• Conduttori in serie: Sono posti in successione tra loro e in essi passa la stessa corrente elettrica.
• Conduttori in parallelo: Hanno i terminali connessi tra loro e sono sottoposti alla stessa differenza di potenziale.

Prima Legge di Ohm

La formula è: i = ΔV / R

• Nei conduttori ohmici, l'intensità di corrente è direttamente proporzionale alla differenza di potenziale applicata ai loro capi.
• La costante di proporzionalità è detta resistenza elettrica (R).

Resistori

• In serie: La resistenza equivalente è uguale alla somma delle resistenze degli n resistori: R_eq = R₁ + R₂ + ... + R_n.
• In parallelo: L'inverso della resistenza equivalente è uguale alla somma degli inversi delle resistenze dei singoli resistori: 1/R_eq = 1/R₁ + 1/R₂ + ... + 1/R_n.

Leggi di Kirchhoff

• Prima legge (legge dei nodi): Stabilisce che la somma delle intensità di corrente entranti in un nodo è uguale alla somma delle intensità delle correnti uscenti. È una conseguenza del principio di conservazione della carica.
• Seconda legge (legge delle maglie): Afferma che la somma algebrica delle differenze di potenziale che si incontrano percorrendo una maglia è uguale a zero. È un'espressione del principio di conservazione dell'energia.

Magnetismo

Poli Magnetici

• Il polo nord è l'estremo del magnete che punta verso il polo nord terrestre; l'estremo opposto si chiama polo sud.
• Poli dello stesso tipo si respingono, poli di tipo diverso si attraggono.
• Non è possibile suddividere un magnete in modo da ottenere un polo nord o un polo sud isolati.

Campo Magnetico

• È generato da un magnete nello spazio che lo circonda e può essere rilevato utilizzando un magnete di prova.
• È un vettore la cui direzione è data dalla retta che unisce i poli del magnete di prova e il verso va dal polo sud al polo nord di tale magnete.
• Le linee di campo sono in ogni punto tangenti alla direzione del campo magnetico; escono dal polo nord ed entrano nel polo sud; hanno una densità direttamente proporzionale all'intensità del campo.

Forze tra Magneti e Correnti

• Esperienza di Oersted: Un filo percorso da corrente genera un campo magnetico.
• Esperienza di Faraday: Un filo percorso da corrente, in un campo magnetico, subisce una forza. Il verso è dato dalla regola della mano destra: ponendo il pollice nel verso della corrente e le altre dita nel verso del campo magnetico, il verso della forza è quello che esce dal palmo della mano.

Leggi dell'Elettromagnetismo

• Legge di Ampère: F = ... (dove μ₀ = 4π × 10⁻⁷ N/A² è la permeabilità magnetica del vuoto).
• Intensità del campo magnetico: B = F / (i · l), dove F è il valore della forza che agisce su un filo lungo l immerso perpendicolarmente in un campo magnetico e percorso da una corrente i.
• Forza magnetica su un filo: F = i · l · B.
• Legge di Biot-Savart (filo): B = ...
• Campo magnetico di una spira circolare:
  • Sull'asse a distanza y dal centro: B = ...
  • Al centro della spira: B = ...
• Campo magnetico di un solenoide: All'esterno del solenoide infinito è nullo; all'interno è uniforme, parallelo all'asse del solenoide ed è B = ...