Corso di Fisica Elettromagnetismo: Corrente elettrica e circuiti

Elettricità statica ed elettrostatica

🧠 Contenuti teorici

1. Campo elettrico: concetto intuitivo e visualizzazione

• Il campo elettrico è una “regione di influenza” creata da una carica elettrica.
• Metafora: come il calore attorno a una stufa, il campo elettrico non si vede ma agisce.
• Si rappresenta con linee di forza che partono dalle cariche positive e arrivano alle negative.
• Più fitte sono le linee, più intenso è il campo.

2. Potenziale elettrico: analogia con l’altezza e la gravità

• Come l’acqua scorre dall’alto verso il basso, così le cariche si muovono da un potenziale alto a uno basso.
• Il potenziale è una “riserva” di energia elettrica, misurata in volt.
• Analogia con la gravità: una pallina in salita ha energia potenziale; una carica in un campo elettrico ha potenziale elettrico.

3. Condensatori: cosa accumulano e perché

• Un condensatore è un componente che immagazzina cariche elettriche.
• È formato da due piastre conduttrici separate da un materiale isolante (dielettrico).
• Serve per: accumulare energia, livellare tensioni, far funzionare flash fotografici.

4. Esperimenti semplici

• Fogli di alluminio: strofinando un palloncino e avvicinandolo a piccoli pezzetti di alluminio si osserva l’attrazione dovuta all’elettricità statica.
• Pendolini elettrostatici: piccoli foglietti sospesi che si muovono al passaggio di cariche.

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🧪 Attività laboratoriale

Costruzione di un rilevatore di carica

• Materiali: cucchiaio di plastica, carta d’alluminio, barattolo, stuzzicadenti.
• Obiettivo: mostrare l’interazione tra cariche attraverso la deflessione della foglia d’alluminio.

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✅ Test interattivo – Modulo 3

Domanda 1. Qual è la funzione principale di un condensatore?

• ☐ Far passare corrente in un circuito
• ☐ Accumulare cariche elettriche
• ☐ Ridurre la tensione
• ☐ Trasformare energia meccanica in elettrica
  ✅ Risposta corretta: Accumulare cariche elettriche

Domanda 2. Come si visualizza un campo elettrico?

• ☐ Con disegni di onde sinusoidali
• ☐ Con vettori magnetici
• ☐ Con linee di forza tra le cariche
• ☐ Con lenti polarizzate
  ✅ Risposta corretta: Con linee di forza tra le cariche

Domanda 3. L’analogia migliore per il potenziale elettrico è:

• ☐ Il colore della luce
• ☐ L’altezza su una montagna
• ☐ Il suono in una cassa
• ☐ Il peso di un oggetto
  ✅ Risposta corretta: L’altezza su una montagna

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Corrente elettrica e circuiti

🧠 Contenuti teorici

1. Cos’è la corrente: flusso di elettroni

• La corrente è il movimento ordinato di elettroni attraverso un conduttore.
• Flusso diretto (DC): corrente unidirezionale (es. batterie).
• Flusso alternato (AC): corrente che inverte ciclicamente direzione (es. prese di casa).

2. Tensione, corrente e resistenza

• Tensione (Volt): “pressione” che spinge gli elettroni.
• Corrente (Ampere): quantità di cariche che passano in un punto ogni secondo.
• Resistenza (Ohm): ostacolo al passaggio della corrente (es. un filo sottile o lungo ha più resistenza).

3. Legge di Ohm – V = R × I

• Se conosci due grandezze, puoi calcolare la terza.
• Esempio: se R = 2 Ω e I = 3 A, allora V = 6 V.
• Applicazione: calcolo per scegliere la resistenza giusta in un circuito con LED.

4. Costruzione di un circuito semplice

• Materiali: pila da 9V, LED, resistenza da 330 Ω, cavetti.
• Obiettivo: capire la direzione del flusso e il ruolo dei componenti.
• Il LED si accende solo in un senso → introduce il concetto di diodo.

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🧪 Attività laboratoriale

Costruzione pratica di un circuito base

• Collegare pila, resistenza e LED in serie.
• Variando la resistenza, osservare l’intensità luminosa.
• Annotare i dati e fare un grafico tensione vs. corrente.

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✅ Test interattivo – Modulo 4

Domanda 1. La corrente elettrica è:

• ☐ Un campo magnetico
• ☐ Un flusso di protoni
• ☐ Un flusso di elettroni
• ☐ Un’onda sonora
  ✅ Risposta corretta: Un flusso di elettroni

Domanda 2. Se una resistenza è alta, cosa succede alla corrente?

• ☐ Aumenta
• ☐ Diminuisce
• ☐ Si annulla
• ☐ Resta uguale
  ✅ Risposta corretta: Diminuisce

Domanda 3. Se R = 4 Ω e I = 2 A, qual è la tensione secondo Ohm?

• ☐ 2 V
• ☐ 6 V
• ☐ 8 V
• ☐ 1 V
  ✅ Risposta corretta: 8 V

Domanda 4. Qual è il componente che oppone resistenza alla corrente?

• ☐ Una pila
• ☐ Un interruttore
• ☐ Una resistenza
• ☐ Un LED
  ✅ Risposta corretta: Una resistenza