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Strategie per la risoluzione di problemi sui circuiti elettrici Le leggi di Kirchhoff Gustav Kirchhoff , Germania, (1824 – 1887) Le due leggi di Kirchhoff , che vedremo in dettaglio di seguito, non sono altro che un modo particolare per esprimere la conservazione della carica (legge dei nodi) e la conservazione dell’energia (legge delle maglie).

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Page 1: Strategie per la risoluzione di problemi sui circuiti elettrici Le leggi di Kirchhoff Gustav Kirchhoff, Germania, (1824 – 1887) Le due leggi di Kirchhoff,

Strategie per la risoluzione di problemi sui circuiti elettriciLe leggi di Kirchhoff

Gustav Kirchhoff , Germania, (1824 – 1887)

Le due leggi di Kirchhoff , che vedremo in dettaglio di seguito, non sono altro che un modo particolare per esprimere la conservazione della carica (legge dei nodi) e la conservazione dell’energia (legge delle maglie).

Page 2: Strategie per la risoluzione di problemi sui circuiti elettrici Le leggi di Kirchhoff Gustav Kirchhoff, Germania, (1824 – 1887) Le due leggi di Kirchhoff,

In serie

Primo metodoPer analizzare un circuito che presenta più resistenze ed è alimentato da uno o più generatori, occorre esaminare tutti i collegamenti e riconoscere gruppi di resistenze in serie e in parallelo.Successivamente occorrerà sostituirli con le rispettive resistenze equivalenti.

+-

R

R

R1 R2

In parallel

o

+-

R

R

Req

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Primo metodo: le resistenze equivalenti

Ridisegnare il circuito semplificato ed applicare la legge della maglia:

+-

R’eq

“La somma algebrica di tutte le differenze di potenziale lungo una maglia chiusa in un

circuito è nulla.”f – R’eq * i = 0

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Secondo metodo

Se al termine di questo procedimento il circuito presenta ancora due o più maglie, (come esempio in figura) assegna un verso alle correnti il ciascun ramo del circuito (tratto compreso tra due nodi) e indica i versi nel diagramma.

+

-

R

R R

+

-

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Secondo metodo

Nell’esempio raffigurato si possono evidenziare due maglie e due nodi.

100

15 V

+

-

+- 100 100

9 V

100

15 V+- 100

+

-

100

9 V

15 V

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Maglia 2

Maglia 1

Secondo metodo

Per studiare il circuito, cioè conoscere le correnti che attraversano ciascun ramo, applichiamo la legge dei nodi:

“la somma algebrica di tutte

le correnti entranti (+) e uscenti (-) in

un nodo di un circuito deve

essere uguale a zero.”

E la legge delle maglie già citata.

+

- 100

+

-

100

100

15 V

Nodo A

Nodo B

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Secondo metodo

Legge dei nodi in AI1- I2- I3 = 0

+

- 100

+ -

100

100

15 V

9V

I1 I2I3

A

B

Legge della maglia 115 - RI3- RI1 = 0Legge della maglia 2-9 – RI2 + RI3 = 0Si ottengono tre equazioni indipendenti con tre incognite, cioè le tre correnti.I1= 0,07 AI2= -0,01 A I3 = 0,08 A

La corrente I2 risulta negativa, questo vuol dire che la sua direzione è opposta a quella mostrata in figura.

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Esegui l’esercizio seguente

A

B

+ -

1,0 7,1

3,2

5,8

4,5

12,0V

r

Il circuito in figura comprende una batteria dotata di una resistenza interna r = 0,050 .• Calcola la corrente che attraversa le resistenze da 7,1 e 3,2 rispettivamente.• Qual è l’intensità della corrente che scorre nella batteria?• Qual è la differenza di potenziale tra i terminali della batteria?Risultati: i7,1 = 0,28 A ; i3,2 = 1,1 A ; ib = 1,4 A .