Una corrente elettrica è un flusso continuodi particelle dotate di carica che può

scorrere soltanto in un circuito formato da una catena ininterrotta di elementi

conduttori. Nel circuito deve esserci un generatore, per esempio una pila, in

grado di far muovere le cariche elettriche. Il passaggio della corrente serve

per trasportare sia energia sia informazioni.In una torcia elettrica l’energia della pila

è trasmessa alla lampadina che si accende.In un circuito telefonico, la corrente che

vi scorre, modulata dalla nostra voce,trasporta informazioni permettendoci

di conversare a distanza

circuito elettricoUna catena chiusa di conduttori dove scorre la corrente elettrica

per esempio una pila, la dinamo della bicicletta, gli im-pianti delle centrali elettriche che alimentano le presedella corrente di casa nostra.Ma non dobbiamo pensare che gli elettroni siano con-tenuti nel generatore e che ne escano fuori per lan-ciarsi lungo il circuito; a differenza delle macchine dacorsa essi inizialmente non si trovano tutti sulla lineadi partenza. L’intero circuito, infatti, è sempre ‘pieno’di elettroni. Queste particelle si trovano all’interno deicorpi conduttori perché ne fanno parte e si muovonoin gruppo quando entra in funzione il generatore.Il più semplice circuito elettrico è costituito da un ge-neratore, da un apparecchio utilizzatore e dai conduttorimetallici che li collegano per chiudere il circuito. Inuna torcia elettrica il generatore è la pila e l’utilizza-tore è la lampadina. Di solito un circuito comprendeanche un interruttore, che serve per comandare il pas-saggio della corrente. Quando l’interruttore vieneabbassato, si chiude il circuito e la corrente può pas-sare; quando viene alzato, si interrompe la catena diconduttori elettrici e allora la corrente non può piùscorrere.

LA CORRENTE ELETTRICAL’intensità della corrente che scorre in un circuito elet-trico è l’equivalente della portata di un corso d’acqua.L’intensità di corrente rappresenta infatti il numero dicariche elettriche che attraversano una sezionequalsiasi del circuito in un determinato interval-lo di tempo. Questa grandezza si misura in am-pere (A): 1 ampere corrisponde a circa 6 miliardidi miliardi di elettroni al secondo: è un numerograndissimo per il semplice motivo che la caricaelettrica posseduta da un singolo elettrone è picco-lissima. Per farci un’idea, diciamo che 1 ampere è ap-prossimativamente la corrente che deve scorrere inuna torcia elettrica per far accendere la lampadina. Perfar marciare un locomotore elettrico occorre una cor-rente molto più intensa, attorno a 1.000 A. Ancora piùintense, di circa 100.000 A, ma di brevissima durata, so-no le correnti generate quando scocca un fulmine. Maanche correnti elettriche debolissime possono esseremolto importanti. Per esempio, sono indispensabili lecorrenti che, mentre stiamo leggendo, portano infor-mazioni dagli occhi al cervello attraversando i circuitiformati dalle fibre del nostro sistema nervoso; oppurequelle di intensità compresa fra un miliardesimo e unmilionesimo di ampere, che fanno funzionare i milio-ni di circuiti elettronici (microchips) contenuti all’inter-no di un calcolatore.

CORRENTE, TENSIONE E RESISTENZA DI UN CIRCUITODa che cosa dipende l’intensità della corrente che scor-re in un circuito elettrico? I fattori essenziali sono due:la tensione elettrica del generatore, che rappresenta laforza con cui il generatore spinge le cariche elettriche

CHE COS’È UN CIRCUITO ELETTRICO E COME FUNZIONAIn un circuito di Formula 1 le macchine in gara si muo-vono lungo un percorso chiuso, dove punto di parten-za e di arrivo coincidono. Qualcosa di simile avviene inun circuito elettrico; anch’esso è un percorso chiusodove però si muovono particelle cariche. Nella mag-gior parte dei casi si tratta di elettroni che hanno laproprietà di possedere una carica negativa.Un circuito elettrico, più precisamente, è costituito dauna catena ininterrotta di elementi che si lasciano at-traversare da particelle cariche e per questo sono chia-mati conduttori elettrici: un filo metallico, una lampadi-na, la ‘resistenza’ di uno scaldabagno ne sono esempi.Gli elettroni non gareggiano fra loro ma si spostano piùo meno tutti assieme. Ciò che li spinge lungo il circuitoè la forza, di natura elettrica, prodotta da un generatore,

interruttoreaperto

generatore elettrico (pila)

conduttore metallico

interruttorechiuso

elettroni

apparecchioutilizzatore (lampadina)

microchip1 miliardesimo -

1milionesimo di A

torcia 1 A

fulmine100.000 A

circ

uito

ele

ttric

o

Ci

locomotore elettrico1.000 A

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una presa di corrente a 220 V, soprattutto se la pelle fos-se umida e quindi la sua resistenza decisamente minore.

CIRCUITI PER TRASMETTERE ENERGIATutta l’Italia, come gli altri paesi industrializzati, è attra-versata da linee elettriche che trasportano energia a di-stanza, costituendo così una gigantesca rete di circuitifra loro collegati. In questi circuiti scorrono correntimolto intense che servono per trasmettere l’energiaelettrica prodotta dai generatori delle centrali fino agliapparecchi utilizzatori collocati in città, industrie e abi-tazioni sparse sul territorio. Le distanze maggiori sonocoperte da linee nelle quali la tensione fra i conduttoriè di centinaia di migliaia di volt: in Italia le linee a220.000 e 380.000 V si estendono su oltre 20.000 km. So-no le linee ad alta tensione e permettono di trasportareenergia elettrica a grande distanza limitandone la per-dita, sotto forma di calore, durante il tragitto.Per innalzare la tensione ai livelli delle linee e poi perabbassarla al livello con cui viene distribuita nelle abi-tazioni (220 V) si usano apparecchi chiamati trasfor-matori.

CIRCUITI PER TRASMETTERE INFORMAZIONIAltre reti di circuiti elettrici, costituite da linee menovisibili di quelle usate per trasportare energia, ma nonmeno importanti, coprono tutto il territorio e rag-giungono praticamente tutte le abitazioni. Sono le re-ti di comunicazione, che comprendono i circuiti te-lefonici – dove scorrono correnti di intensità variabilee proporzionali all’intensità della voce – e quelli adibi-ti alla trasmissione di dati fra calcolatori, come la reteInternet, dove i segnali sono impulsi con solo due pos-sibili livelli (segnali binari). I circuiti per comunicare a distanza, come nel caso deltelegrafo, sono stati realizzati vari decenni prima diquelli per il trasporto dell’energia. La prima linea tele-grafica, che collegava Baltimora e Washington su unadistanza di 60 km, risale al 1845; il primo collegamentoin Italia a corrente alternata fra una centrale elettrica euna città è invece del 1892, quando l’impianto idroe-lettrico che sfruttava le cascate dell’Aniene a Tivoli fucollegato da una linea elettrica alla città di Roma.Nei sistemi di comunicazione, oggi si preferisce so-stituire i circuiti elettrici con circuiti ottici. I segnaliche trasportano l’informazione non sono più le par-ticelle dotate di carica, ma gli impulsi luminosi cheviaggiano in sottilissime fibre ottiche, al ritmo di mi-liardi al secondo.

Giovanni Vittorio Pallottino

attraverso il circuito, e la resistenza, chiamata resistenzaelettrica, che il circuito offre al passaggio della corrente.Più precisamente, l’intensità (I) della corrente è diret-tamente proporzionale alla tensione (V) del generato-re e inversamente proporzionale alla resistenza (R) delcircuito, secondo la legge

I V/R.La corrente si misura in ampere, la tensione in volt (V)e la resistenza in ohm (Ω).Facciamo un esempio servendoci di una pila di pochivolt. Se ne toccate i poli (le estremità), il vostro corpo agi-sce da conduttore e chiude il circuito. Dato che la resi-stenza della pelle è molto grande – compresa fra cento-mila e un milione di ohm – la corrente che vi attraversa èdi pochi milionesimi di ampere, cioè debolissima e pernulla pericolosa. Ben più intensa e sicuramente danno-sa, invece, sarebbe la corrente se si toccassero i poli di

che produce forte calore. Il generatore può veniredanneggiato, ancheirreparabilmente, da questo tipo di collegamento. Se, peresempio, il cortocircuitoavviene fra i poli della reteelettrica può addiritturascoppiare un incendio.

I cortocircuiti elettrici

Collegando con un filometallico i poli di ungeneratore, si crea uncortocircuito, cioè uncircuito che presentaresistenza molto bassa, edove quindi scorre unacorrente molto intensa,

aumento della forza(aumento della tensione elettrica)

aumento del flusso(aumento dell’intensità di corrente elettrica)

diminuzione sezione tubo(resistenza elettrica maggiore)

diminuzione flusso(diminuzione dell’intensità di corrente elettrica)

forza applicata = tensione elettrica

sezione del tubo = inverso della resistenza elettrica

flusso d’acqua = intensità di corrente elettricaUn circuito elettricopuò essere studiato in analogia con un circuito idraulico:il flusso di liquidocorrisponde alla intensità di corrente; la forzaapplicata sul pistone,alla tensioneelettrica; la sezionedel tubo all’inversodella resistenzaelettrica.Il flusso di liquidoè direttamenteproporzionale alla forza applicata e alla sezione del tubo; di conseguenzal’intensità di correnteè direttamenteproporzionale alla tensione elettricae all’inverso dellaresistenza

centraleelettrica

6.000 V220 V

utenza finalelinea ad altatensione

da 220.000 Va 380.000 V

trasformatore trasporto trasformatore

Il sistema di distribuzionedell’energia elettricadalla centraleall’utenza finale

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