Come risolvere un circuito elettrico

Un circuito elettrico è un generico percorso chiuso in cui le cariche elettriche possono muoversi con continuità, All'interno del circuito elettrico troviamo diversi componenti collegati tra loro mediante fili conduttori; quest'ultimi possono essere soltanto due, come la pila e la lampadina, oppure anche milioni come quelli microscopici presenti all'interno di un computer. In questa guida vedremo più nello specifico quali sono i componenti fondamentali e come risolvere un circuito elettrico in base alle leggi di Kirchhoff. Risolvere un circuito significa calcolare la tensione e la corrente per ogni bi-polo: la legge di Ohm per i resistori, la legge di Kirchhoff per le tensioni alle maglie e per le correnti ai nodi.

• Circuito elettrico
• Generatore di corrente
• Interruttore
• Fili conduttori
• Utilizzatore

Il componente più importante del circuito è il cosiddetto generatore, questo elemento serve per mantenere una differenza di potenziale tra i due punti del circuito a cui è collegato. Un esempio di generatore sono le pile e le batterie. Dai generatori deriva la forza elettromotrice o fem. Molto spesso il generatore si trova nella parte del circuito che non possiamo vedere; per esempio, nelle nostre case è situato nella centrale elettrica. Altre caratteristiche del generatore sono l'intensità di corrente massima che può erogare e la potenza. Oltre al generatore di corrente, nel circuito elettrico troviamo anche un utilizzatore, ossia la lampadina, un filo conduttore che unisce i due poli a differente potenziale e l'interruttore che serve per aprire e chiudere il circuito interrompendo o azionando il passaggio della corrente.

La prima legge di Kirchhoff viene utilizzata per risolvere circuiti più complicati, costituiti da più maglie. Considerato un circuito elettrico chiuso, identifichiamo i nodi, ossia i punti nei quali convergono tre o più tratti di conduttore e i rami, ossia tratti di collegamento tra nodi). La prima legge di Kirchhoff dice che la somma delle correnti che entrano in un nodo è uguale alla somma delle correnti che escono dal nodo. Essa afferma che la somma algebrica delle intensità di corrente di tutte le correnti confluenti in un nodo è nulla. Considerate le varie correnti che confluiscono nel nodo considerato, i segni delle correnti sono stabiliti arbitrariamente: solitamente, dopo aver scelto il segno di una delle correnti, il segno delle restanti viene determinato di conseguenza. Se nel risultato delle equazioni si ottiene un valore negativo, significherà che la corrente andrà nel verso opposto rispetto a quello arbitrario.

La seconda legge di Kirchhoff invece riguarda le maglie che costituiscono il circuito. In base a questa legge sappiamo che la somma algebrica delle forze elettromotrici presenti nei rami della maglia è uguale alla somma algebrica delle differenze di potenziale ai capi dei restori situati nei rami della maglia. A questo proposito possiamo richiamare un'altra legge molto importante: la legge di Ohm: la differenza di potenziale ai capi di un resistore di resistenza R percorso da corrente di intensità i vale proprio Ri. Per quanto riguarda i segni, anche in questo caso, per ciascuna maglia, si può scegliere arbitrariamente un verso di percorrenza, orario o antiorario.

• È molto importante stare attenti ai segni per capire il verso della corrente

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