Laurea in LOGOPEDIA corso integrato FISICA - disciplina FISICA MEDICA CORRENTE ELETTRICA - CORRENTE ELETTRICA CONTINUA - LEGGI DI OHM - EFFETTO JOULE - DISSOCIAZIONE ELETTROLITICA CORRENTE ELETTRICA 1 CORRENTE ELETTRICA A S S Dq i= Dt E +q dq i= dt B i (carica elettrica +q ) dimensioni [Q][t]–1 unità di misura S.I. ampere (A) = coulomb s–1 1 ampere = (1.6 10–19 )–1 = 6.25 1018 elettroni s–1 CORRENTE ELETTRICA 2 CORRENTE CONTINUA Dq i= Dt dq i= dt carica elettrica – q (carica elettrica +q ) corrente verso opposto i moto cariche elettriche moto stazionario : i = costante nel tempo corrente continua moto non stazionario : i = variabile nel tempo i = i(t) CORRENTE ELETTRICA 3 LEGGI DI OHM l A S S B E +q i,J VA – VB VA – VB = R i R R=r l S r = f (T) R = resistenza elettrica del conduttore [R]=[M][L]2[t]–1 unità di misura S.I. ohm (W) = volt ampere–1 r = resistività elettrica = s1 [r]=[M][L]2[t]–1=[R][L] unità di misura pratica ohm x cm CORRENTE ELETTRICA 4 classe sostanze r (20°C) ohm cm argento ............................1.62 10–6 rame ................................ 0.17 10–5 alluminio ........................0.28 10–5 ferro ................................ 1.10 10–5 mercurio .........................9.60 10–5 KCl (C=0.1 osmoli) ................ 85.4 conduttori liquido interstiziale ................ 60 elettrolitici siero (25°C) ............................. 83.33 liquido cerebrospinale (18°C) 84.03 assoplasma di assone ............200 1.08 semiconduttori germanio ............................... silicio ..................................... 100 isolanti alcool etilico ........................ 3 105 acqua bidistillata ................ 5 105 membrana di assone ......... 109 vetro .................................... 1013 conduttori metallici CORRENTE ELETTRICA 5 CIRCUITI IN CORRENTE CONTINUA resistenze in serie i A R = R1 + R 2 R2 R1 i DV1 B DV2 resistenze in parallelo A i i1 i2 B R2 CORRENTE ELETTRICA 6 1 = 1 1 + R R1 R2 EFFETTO JOULE effetto termico della corrente elettrica energia cinetica elettroni ceduta per urto al reticolo molecolare del conduttore generazione di calore DT = L = Dq DV = i Dt DV = i2 R 2 DV Dt = R Dt 2 L DV 2 W= = i DV = i R = R Dt produzione di calore 1 caloria = 4.18 joule Q(cal) = 1 WDt = 1 i2 R Dt = 1 i DV Dt = 4.18 4.18 4.18 2 1 DV = Dt 4.18 R CORRENTE ELETTRICA 7 DISSOCIAZIONE ELETTROLITICA esempio : NaCl in acqua legame ionico (forza di Coulomb) Na+ I° : indebolimento del legame er (aria) 1 er (acqua) 80 qQ 1 Fc = 4p e e 2 o r r 1 } Cl– Fc(acqua) 1 Fc(aria) 80 II° : rottura del legame da urti per agitazione termica CORRENTE ELETTRICA 8 dissociazione elettrolitica DISSOCIAZIONE ELETTROLITICA – III° : mancata ricombinazione da polarità molecola H2O 2 + + Na + – – O– – H2+ Cl – + conduttori elettrolitici :acidi, basi, sali in H2O forte sostanze organiche debole dissociazione forte legame covalente } esempio NaCl 100 molecole NaCl CORRENTE ELETTRICA 9 in H2O dissociazione 84 % 84 Na+ 84 Cl– 16 NaCl (non dissociate) 184 particelle 1 ELETTROLISI moto di ioni (q = Ze ) in soluzione ioni + ioni – elettrodo negativo (catodo K) elettrodo positivo (anodo A) esempio – + G A A I+ B I– S K nitrato d'argento in acqua AgNO3 – + Ag + NO3 E deposito al catodo di una massa m leggi di Faraday CORRENTE ELETTRICA 10 A q m=k Z k= 1 No e