Corrente, potenza e limiti dei componenti

La corrente richiede un percorso chiuso

La corrente è la velocità con cui la carica attraversa una sezione: $I=\Delta Q/\Delta t$. Un ampere è un coulomb al secondo. La corrente convenzionale punta nella direzione in cui si muoverebbe una carica positiva. Il movimento degli elettroni in un metallo punta nell'altra direzione; le equazioni dei circuiti usano coerentemente la corrente convenzionale.

Una sorgente collegata a un solo terminale del resistore non stabilisce una corrente continua sostenuta attraverso il resistore. Occorre un percorso completo di ritorno. La stessa corrente attraversa ogni elemento di un percorso in serie quando non si dirama alcun ramo. La tensione si misura ai capi di un elemento; la corrente attraverso un ramo. Un amperometro deve essere inserito in serie. Collegare direttamente l'ingresso di corrente di uno strumento ai capi di un'alimentazione crea un ramo indesiderato a bassa resistenza.

Bilancio energetico

Con corrente entrante nel terminale di tensione positivo, la potenza assorbita è $P=VI$. Un resistore dissipa $I^2R=V^2/R$. Supponi di applicare 5 V a 1 kΩ. La corrente è 5 mA e la potenza 25 mW. Una potenza nominale ipotetica di 0.125 W supera questa dissipazione calcolata, ma la potenza effettivamente ammessa dipende dalla temperatura e dalla curva di declassamento del produttore. Un'etichetta da sola non è un progetto termico.

Ora riduci la resistenza a 100 Ω. La corrente diventa 50 mA e la potenza 250 mW. La tensione è rimasta uguale mentre la dissipazione è aumentata di dieci volte. Scegliere una resistenza inferiore può risolvere il carico ma costare corrente, calore e durata della batteria. Una sorgente che fornisce potenza ha potenza assorbita negativa secondo la stessa convenzione di segno; ciò rende la somma totale delle potenze un'utile verifica.

Una registrazione pratica

Crea una tabella contenente tensione, resistenza, corrente, dissipazione calcolata e un limite esplicito di potenza. Segna quali numeri sono ipotesi. Per una linea da 3.3 V e 330 Ω, la corrente ideale è 10 mA e la potenza del resistore 33 mW. Una corrente misurata significativamente superiore alla previsione suggerisce resistenza diversa, percorso parallelo aggiuntivo o impostazione errata dell'alimentazione. Non nascondere una differenza cambiando le unità finché il numero sembra plausibile.