Corso di elettronica - principi corrente elettrica unit� di misura

corso di elettronica lezione 1 la corrente elettrica

e l

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rtendo da

1ª

4,5 V.

0

AMPER

imparar paELETTRONICARO

Se ritenete che l’elettronica si possa apprendere solo frequentando un Istituto Tecnico, seguen-

do questo nostro corso a puntate scoprirete che si può imparare anche a casa, perché non è poi

così difficile come ancora molti ritengono.

Inizialmente parleremo dei concetti basilari dell’elettricità, poi vi insegneremo a riconoscere tutti i

componenti elettronici, a decifrare i simboli utilizzati negli schemi elettrici, e con semplici e diver-

tenti esercitazioni pratiche, vi faremo entrare nell’affascinante mondo dell’elettronica.

5

Siamo certi che questo corso sarà molto apprezzato dai giovani autodidatti, dagli studenti e an-

che dagli insegnanti, che scopriranno che l’elettronica si può spiegare anche in modo comprensi-

bile, con un linguaggio meno ostico di quello usato nei libri di testo.

Seguendo le nostre indicazioni grande sarà la vostra soddisfazione nel constatare che, anche par-

tendo da zero, riuscirete molto presto a montare degli amplificatori Hi-Fi, degli alimentatori sta-

bilizzati, degli orologi digitali, degli strumenti di misura ed anche dei trasmettitori che fun-

zioneranno in modo perfetto, come se fossero stati montati da tecnici professionisti.

Ai giovani che iniziano da zero auguriamo che l’elettronica diventi in un prossimo futuro la loro

attività principale, in quanto il nostro obiettivo è quello di farvi diventare dei veri esperti senza an-

noiarvi troppo, anzi facendovi solo divertire.

LA CORRENTE ELETTRICA

Tutti i giorni noi sfruttiamo la corrente elettricapre-

Da qualsiasi pila fuoriescono sempre due termina-

levandola dalla presa rete dei 220 volt per accen-

li, uno contrassegnato dal segno positivo (ecces-

dere le lampadine di casa, per far funzionare il fri-

so di protoni) ed uno contrassegnato dal segno ne-

gorifero, la televisione o il computer, oppure la

gativo (eccesso di elettroni).

preleviamo dalle pile per ascoltare la musica dalla

Se colleghiamo questi due terminali con un filo di

nostra radio portatileo per parlare al telefono cel-

materiale conduttore (ad esempio il rame), gli e-

lulare.

lettroni verranno attirati dai protoni e questo mo-

Poiché la corrente elettrica si ottiene solo se si rie-

vimento di elettroni genererà una corrente elettri-

scono a mettere in movimento gli elettroni, per spie-

ca (vedi fig.10) che cesserà solo quando si sarà ri-

garla dobbiamo necessariamente parlare dell’atomo.

stabilito negli atomi un perfetto equilibrio tra pro-

toni ed elettroni.

Per chi ancora non lo sapesse l’atomo è costitui-

to da un nucleo di protoni, con carica positiva, e

neutroni, con carica neutra, attorno al quale ruo-

tano alla velocità della luce, cioè a 300.000 Km al

secondo, degli elettroni, con carica negativa (ve-

di fig.1).

L’atomo si potrebbe paragonare ad un sistema pla-

netario miniaturizzato con al centro il sole (nucleo

Molti ritengono che il flusso della corrente elettrica

vada dal positivo verso il negativo.

Al contrario, il flusso della corrente elettrica va sem-

pre dal negativo verso il positivo, perché sono i

protoni che attirano gli elettroni per equilibrare il

loro atomo.

di protoni) e tanti pianeti (elettroni) che gli orbi-

6

tano intorno.

Gli elettroni negativi sono tenuti in orbita dai pro-

toni positivi come visibile in fig.2.

Ciascun atomo, a seconda dell’elemento a cui ap-

partiene, possiede un numero ben definito di pro-

toni e di elettroni.

Ad esempio l’atomo dell’idrogeno possiede un so-

lo protone ed un solo elettrone (vedi fig.3), l’ato-

mo del borio possiede 5 protoni e 5 elettroni (ve-

di fig.4), l’atomo del rame possiede 29 protoni e

29 elettroni, mentre l’atomo dell’argento possie-

de 47 protoni e 47 elettroni.

Maggiore è il numero degli elettroni presenti in un

atomo, maggiore è il numero delle orbite che ruo-

tano attorno al suo nucleo.

Gli elettroni che ruotano molto vicini al nucleo so-

no chiamati elettroni legati perché non si posso-

no facilmente prelevare dalla loro orbita.

Gli elettroni che ruotano nelle orbite più lontane

sono chiamati elettroni liberi perché si riescono a

sottrarre senza difficoltà dalle loro orbite per inse-

rirli in un altro atomo.

Questo spostamento di elettroni da un atomo ad

un altro si può ottenere con un movimento mecca-

nico (dinamo - alternatore) oppure con una reazio-

ne chimica (pile - accumulatori).

Per capire il movimento di questo flusso di elettro-

ni possiamo servirci di due elementi molto cono-

sciuti: l’acqua e l’aria.

Gli elettroni negativi possiamo associarli all’ac-

qua ed i protoni positivi all’aria.

Se prendiamo due recipienti pieni di aria (carica

positiva) e li colleghiamo tra loro con un tubo, non

ci sarà nessun flusso perché in entrambi i recipienti

manca l’elemento opposto, cioè l’acqua (vedi

fig.11).

Anche se colleghiamo tra loro due recipienti pieni

di acqua (carica negativa) nel tubo non ci sarà

nessun flusso perché non esiste uno squilibrio ac-

qua/aria (vedi fig.12).

Se invece colleghiamo un recipiente pieno di aria

(polarità positiva) con uno pieno di acqua (pola-

rità negativa) otterremo un flusso d’acqua dal re-

cipiente pieno verso quello vuoto (vedi fig.13) che

cesserà solo quando i due recipienti avranno rag-

giunto lo stesso livello (vedi fig.14).

Il movimento degli elettroni può essere sfruttato

per produrre calore se li facciamo passare attra-

verso una resistenza (stufe elettriche, saldatori

ecc.), per produrre luce se li facciamo passare at-

traverso il filamento di una lampadina oppure per

realizzare delle elettrocalamite se li facciamo pas-

Se ad un atomo si tolgono degli elettroni assume

una polarità positiva, perché il numero dei pro-

sare in una bobina avvolta sopra un pezzo di fer-

ro (relè, teleruttori).

toni è maggiore rispetto al numero degli elettroni

(vedi fig.7).

Per concludere possiamo affermare che la corren-

Se si inseriscono degli elettroni liberi in un ato-

te elettrica è un movimento di elettroni attirati dai

mo questo assume una polarità negativa, perché

protoni. Quando ogni atomo ha equilibrato i suoi

il numero degli elettroni è maggiore rispetto al nu-

protoni con gli elettroni mancanti non avremo più

mero dei protoni (vedi fig.8).

nessuna corrente elettrica.

LA TENSIONE = unità di misura VOLT

Come per le misure dei pesi, che possono essere

espresse in kilogrammi - quintali - tonnellate e

0

in ettogrammi - grammi - milligrammi, anche l’u-

nità di misura volt può essere espressa con i suoi

VOLT

multipli chiamati:

Megavolt

Kilovolt

oppure con i suoi sottomultipli chiamati:

millivolt

microvolt

Qualsiasi pila ha un elettrodo positivo ed un elet-

nanovolt

trodo negativo perché all’interno del suo corpo e-

siste uno squilibrio di elettroni.

Questo squilibrio di cariche positive e negative

genera una tensione che si misura in volt.

Una pila da 9 volt ha uno squilibrio di elettroni 6

volte maggiore rispetto ad una pila da 1,5 volt, in-

1,5 V.

fatti moltiplicando 1,5 x 6 otteniamo 9 volt (vedi

figg.15-16).

Una batteria da 12 volt avrà uno squilibrio di e-

lettroni 8 volte maggiore rispetto ad una pila da 1,5

volt.

Per spiegarvi il valore di questa differenza utilizze-

remo ancora gli elementi acqua - aria.

Una pila da 1,5 volt può essere paragonata a due

recipienti molto bassi: uno pieno d’acqua (nega-

Fig.16 Una pila da 9 volt

ha uno squilibrio di e-

lettroni “sei” volte mag-

giore rispetto ad una

pila da 1,5 volt e “due”

volte maggiore rispetto

1,5 V.

tivo) ed uno pieno d’aria (positivo).

Se li colleghiamo tra loro avremo un flusso d’ac-

qua molto modesto perché la differenza di po-

ad una pila da 4,5 volt.

1,5 V.

tenziale risulta alquanto ridotta (vedi fig.13).

Una pila da 9 volt è paragonabile a un recipiente

la cui altezza risulta 6 volte maggiore rispetto al

recipiente da 1,5 volt, quindi se colleghiamo tra lo-

ro il recipiente negativo con il recipiente positivo

avremo un maggiore flusso d’acqua perché la dif-

1,5 V.

1,5 V.

ferenza di potenziale è maggiore.

9

Fig.15 Una pila da 3 volt

ha uno squilibrio di e-

lettroni doppio rispetto

ad una pila da 1,5 volt.

1,5 V.

1,5 V.

1,5 V.

1,5 V.

1,5 V.

1,5 V.

1,5 V.

TENSIONI CONTINUE ed ALTERNATE

Avrete spesso sentito parlare di tensioni continue

e tensioni alternate, ma prima di spiegarvi quale

differenza intercorre tra l’una e l’altra vi diciamo

che:

la tensione continua si preleva da:

pile - accumulatori - cellule solari

la tensione alternata si preleva da:

alternatori - trasformatori

Alimentando una lampadina con una tensione

continua prelevata da una pila o da un accumu-

latore (vedi fig.19), avremo un filo con polarità ne-

gativa ed un filo con polarità positiva, quindi gli e-

lettroni scorreranno sempre in un’unica direzio-

Fig.20 In una tensione “alternata” i due fili

non hanno una polarità perché alternativa-

mente gli elettroni vanno in un senso ed in

quello opposto.

ne, cioè dal filo negativo verso il filo positivo con

una tensione costante.

A questo punto la sua polarità si inverte e sempre

in modo graduale aumenta a 1 - 2 - 3 ecc. volt

negativi fino raggiungere il suo massimo picco

negativo di 12 volt, poi inizia a scendere a 11 -

10 - 9 ecc. volt negativi fino a ritornare sul valo-

re iniziale di 0 volt (vedi fig.26).

Questo ciclo da positivo a negativo si ripete all’in-

finito.

Ancora una volta vogliamo spiegarvi la differenza

che esiste tra una tensione continua e una ten-

4,5 V.

Fig.19 In una tensione

“continua” avremo sem-

pre un filo con polarità

negativa ed uno con

sione alternata con un esempio idraulico e per

questo utilizzeremo i nostri recipienti, uno pieno

d’acqua (polo negativo) ed uno pieno di aria (po-

lo positivo).

polarità positiva.

Per simulare la tensione continua collochiamo i

due recipienti come visibile in fig.21.

L’acqua scorrerà verso il recipiente vuoto e quan-

Alimentando una lampadina con una tensione al-

ternata di 12 volt prelevata da un alternatore o

da un trasformatore (vedi fig.20) non avremo più

un filo negativo ed un filo positivo, perché la po-

larità sui due fili cambierà continuamente.

Vale a dire che alternativamente nei due fili scor-

rerà una tensione negativa che diventerà positi-

do in entrambi i recipienti avrà raggiunto lo stesso

livello, lo spostamento dell’acqua cesserà.

Allo stesso modo, in una pila o in un accumula-

tore gli elettroni negativi in eccesso fluiranno

sempre verso il polo positivo e quando sarà rag-

giunto un perfetto equilibrio tra cariche positive e

cariche negative questo flusso cessa.

11

va per ritornare negativa e poi nuovamente posi-

tiva ecc., quindi gli elettroni scorreranno una vol-

ta in un senso ed una volta in senso opposto.

L’inversione della polarità sui due fili non avviene

bruscamente, cioè non si ha un’improvvisa inver-

sione di polarità da 12 volt positivi a 12 volt ne-

gativi o viceversa, ma in modo graduale.

Vale a dire che il valore di una tensione alterna-

ta parte da un valore di 0 volt per aumentare gra-

dualmente a 1 - 2 - 3 ecc. volt positivi fino rag-

giungere il suo massimo picco positivodi 12 volt,

poi inizia a scendere a 11 - 10 - 9 ecc. volt posi-

Fig.21 In una tensione “continua” l’acqua

scorre verso il recipiente pieno d’aria fino

a quando si raggiunge un perfetto equili-

brio tra i due elementi.

tivi fino a ritornare sul valore iniziale di 0 volt.

Una volta che questo equilibrio è stato raggiunto

non c’è più spostamento di elettroni, quindi la pila

non riuscendo più a fornire corrente elettrica si con-

sidera scarica.

Quando una pila è scarica si getta, al contrario un

accumulatore quando è scarico si può ricarica-

re collegandolo ad un generatore di tensione e-

sterno che provvederà a creare nuovamente lo

squilibrio iniziale tra elettroni e protoni.

Per

simulare

la

tensione

alternata

utilizziamo

Fig.22 In una tensione “alternata” l’acqua

scorre verso il recipiente vuoto.

sempre gli stessi due recipienti collocandoli però

sopra un piano basculante (vedi fig.22).

Una mano invisibile collocherà quello pieno d’ac-

qua (polarità negativa) ad un’altezza maggiore ri-

spetto a quello vuoto (polarità positiva).

Inizialmente l’acqua scorrerà verso il recipiente

vuoto e quando il flusso dell’acqua cesserà a-

vremo il recipiente di sinistra vuoto (polarità po-

sitiva) e quello di destra pieno d’acqua (polarità

negativa).

A questo punto la “mano invisibile” alzerà il reci-

piente di destra facendo scorrere l’acqua in senso

inverso fino a riempire il recipiente di sinistra ed

una volta che si sarà riempito sempre la stessa ma-

no lo alzerà nuovamente per invertire di nuovo il

Fig.23 Quando questo si è riempito assume

una polarità opposta cioè negativa.

flusso dell’acqua (vedi fig.25).

In questo modo l’acqua scorrerà nel tubo prima in

un senso poi in quello opposto.

FREQUENZA = unità di misura in HERTZ

Nella fig.26 riportiamo il grafico di un periodo del-

la tensione alternata, che, come potete vedere,

raffigura

una

sinusoide

composta

da

una

se-

mionda positiva e da una semionda negativa.

Il numero delle sinusoidi che si ripetono nel tem-

po di 1 secondo viene chiamata frequenza e vie-

12

Fig.24 A questo punto il recipiente pieno si

alza e l’acqua scorre in senso inverso.

ne espressa con la sigla Hz, che significa Hertz.

Se guardate l’etichetta posta sul contatore di ca-

sa vostra troverete indicato 50 Hz oppure p/s 50

che significa periodo in un secondo.

Questo numerosta ad indicare che la tensione che

noi utilizziamo per accendere le nostre lampadine

cambia di polarità 50 volte in 1 secondo.

Una variazione di 50 voltein 1 secondoè talmente

veloce che il nostro occhio non riuscirà mai a no-

tare il valore crescente o decrescente delle se-

mionde.

Misurando questa tensione con un voltmetro, la

lancetta non devierà mai da un minimo ad un mas-

Fig.25 Quando il recipiente di sinistra è pie-

no si alza per invertire il flusso.

simo, perché le variazioni sono troppo veloci ri-

spetto all’inerzia della lancetta.

Solo un oscilloscopio ci permette di visualizzare

sul suo schermo questa forma d’onda (vedi fig.30).

Le misure più utilizzate sono:

Hz = Hertz

KHz = Kilohertz

MHz = Megahertz

Nella Tabella N.2 riportiamo i fattori di divisione e

di moltiplicazione per convertire una frequenza in

GHz = Gigahertz

Hertz nei suoi multipli e sottomultipli.

TABELLA N.2

CONVERSIONE Hertz

Hertz

: 1.000

= Kilohertz

Hertz

: 1.000.000

= Megahertz

Kilohertz

: 1.000

= Megahertz

Kilohertz

: 1.000.000

= Gigahertz

Megahertz

: 1.000

= Gigahertz

Kilohertz

x 1.000

= Hertz

Megahertz

x 1.000

= Kilohertz

Megahertz

x1.000.000

= Hertz

Gigahertz

x1.000

= Megahertz

Gigahertz

x1.000.000

= Kilohertz

1 Secondo

VOLT

MAX

SEMIONDA

CC

=

tensione

continua

POSITIVA

AC

=

tensione

alternata

0 VOLT

SEMIONDA

NEGATIVA

Fig.26 Il numero delle sinusoidi che si ri-

petono nel tempo di “1 secondo” viene

VOLT

MAX

chiamato Frequenza e si misura in Hertz.

1 Secondo

1 Secondo

1 Secondo

13

4 Hz.

10 Hz.

50 Hz.

Fig.27 In una frequenza di 4

Fig.28 In una frequenza di 10

Fig.29 In una frequenza di 50

Hz la tensione cambia di po-

Hz la tensione cambia di po-

Hz la tensione cambia di po-

larità 4 volte al secondo.

larità 10 volte al secondo.

larità 50 volte al secondo.

Fig.30 Possedendo uno strumento chiamato Oscilloscopio è possibile visualizzare sul-

lo schermo il numero delle sinusoidi presenti nel tempo di 1 secondo.

LA CORRENTE = unità di misura in AMPER

La corrente non dipende in alcun modo dal valo-

0

re della tensione, quindi possiamo prelevare 1 am-

per sia da una pila da 1,5 volt come da una pila

da 9 volt o da una batteria da auto da 12 volt op-

AMPER

pure dalla tensione di rete dei 220 volt.

Per capire meglio la differenza che esiste tra volt

ed amper utilizzeremo sempre l’elemento acqua.

Se colleghiamo il serbatoio negativo ed il serba-

toio positivo con un tubo che abbia un diametro

molto piccolo (vedi fig.31) il flusso di acqua av-

verrà lentamente, e poiché questo flusso si può

Il movimento degli elettroni dall’elettrodo negati-

vo all’elettrodo positivo si chiama corrente e si

misura in amper.

paragonare al numero degli elettroni in transito, si

può affermare che quando passa poca acqua, nel

circuito scorrono pochi amper.

Se colleghiamo i due serbatoi con un tubo di dia-

Nota: si dovrebbe scrivere ampere, ma poiché o-

ramai si scrive come si pronuncia, cioè amper, con-

tinueremo ad utilizzare questa forma.

metro maggiore (vedi fig.32), il flusso di acqua

aumenterà, cioè nel circuito scorreranno più elet-

troni e quindi più amper.

A titolo informativo segnaliamo ai più curiosi che 1

amper corrisponde a:

Anche l’amper come il volt ha i suoi sottomultipli

chiamati:

6.250.000.000.000.000.000 di elettroni

milliamper

14

che scorrono dal terminale negativo verso il posi-

microamper

nanoamper

tivo nel tempo di 1 secondo.

Fig.31 Un tubo sottile farà fluire poca acqua

Fig.32 Un tubo grosso farà fluire molto ac-

dal polo negativo verso il positivo.

qua dal polo negativo verso il positivo.

100

Le misure più utilizzate in

campo elettronico sono:

AMPER

mA

A

= Amper

mA

= milliamper

µA = microamper

Nella Tabella N.3 riportiamo i fattori di divisione e di

moltiplicazione per convertire i suoi sottomultipli.

TABELLA N.3

CONVERSIONE Amper

Amper

x 1.000

= milliamper

Amper

x 1.000.000

= microamper

milliamper

: 1.000

= Amper

milliamper

x 1.000

= microamper

milliamper

: 1.000.000

= nanoamper

microamper

: 1.000

= milliamper

microamper

: 1.000.000

= Amper

VOLT

AMPER

15

Fig.33 Lo strumento chiamato Voltmetro si

Fig.34 Lo strumento chiamato Amperome-

applica sempre sui terminali positivo e ne-

tro si applica sempre in “serie” ad un filo

gativo perché misura lo “squilibrio” di e-

perché misura il “passaggio” degli elettro-

lettroni che esiste tra questi due terminali.

ni. Gli Amper non sono influenzati dalla ten-

Vedi gli esempi dei recipienti pieni d’acqua

sione quindi 1 Amper può scorrere con ten-

riportati nelle figure 15-16.

sioni di 4,5 - 9 - 24 - 220 Volt.

550

LA POTENZA = unità di misura in WATT

Conoscendo il valore di tensione di un qualsiasi

Conoscendo i watt ed i volt noi possiamo cono-

generatore (pila - batteria - trasformatore - linea e-

scere gli amper assorbiti usando la formula:

lettrica) e la corrente che preleviamo per alimen-

tare una lampadina, una radio, un frigorifero, un

amper = watt : volt

saldatore ecc., potremo conoscere il valore della

potenza assorbita espressa in watt.

Una lampadina della potenza di 6 watt da ali-

mentare con una tensione di 12 volt assorbirà u-

La formula che ci permette di ricavare i watt è mol-

na corrente di:

to semplice:

6 : 12 = 0,5 amper

watt = volt x amper

Ora che sapete che il watt indica la potenza, ca-

Una lampadina da 12 volt - 0,5 amper assorbe

pirete che un saldatore da 60 watt eroga in calo-

dunque una potenza di:

re una potenza maggiore di un saldatore da 40

watt.

12 x 0,5 = 6 watt

Analogamente confrontando due lampadine una

da 50 watt ed una da 100 watt, la seconda as-

Conoscendo i watt e gli amper noi possiamo co-

sorbirà una potenza doppia rispetto alla prima, ma

noscere il valore della tensione di alimentazione

emetterà anche il doppio di luce.

usando la formula inversa, cioè:

Il multiplo dei watt è chiamato:

volt = watt : amper

Kilowatt

Se abbiamo una lampada da 6 watt che assorbe

0,5 amper la sua tensione di alimentazione sarà

ed i sottomultipli sono chiamati:

di:

milliwatt

6 : 0,5 = 12 volt

microwatt

VOLT

12 V.

Fig.35 Una lampadina alimentata da una

tensione di 12 Volt assorbe una corren-

te di 0,5 Amper ed eroga una potenza lu-

minosa di 6 Watt.

Per ricavare la potenza basta moltipli-

16

care i Volt per gli Amper, infatti:

12 Volt x 0,5 Amper = 6 Watt

AMPER

0,5 A.

GENERATORI DI TENSIONE

1° ESERCIZIO

I più comuni generatori di tensione sono le pile

Il primo esercizio che vi proponiamo vi permetterà

che possiamo trovare in commercio in forme e di-

di constatare che cosa avviene se si collegano in

mensioni diverse (vedi fig.37).

serie o in parallelo due sorgenti di alimentazione.

Ogni pila può erogare a seconda del modello ten-

Procuratevi in una tabaccheria o in un supermer-

sioni di 1,5 - 4,5 - 9 volt.

cato due pile quadre da 4,5 volt, una lampadina

Esistono dei generatori di tensione ricaricabili, co-

da 6 volt completa del suo portalampadina e uno

nosciuti con il nome di pile al nichel/cadmio op-

spezzone di filo di rame isolato in plastica per im-

pure accumulatori al piombo, normalmente in-

pianti elettrici.

stallati su tutte le auto, che generano una tensio-

ne di 12,6 volt.

Collegando i due estremi della lampadina ad una

Esistono anche dei generatori in grado di trasfor-

sola pila (vedi fig.39) vedrete la lampadina ac-

mare la luce in una tensione e per questo motivo

cendersi.

sono chiamati celle solari (vedi fig.17).

Alcuni generatori funzionano con il moto. Ad e-

Se prendete le due pile e collegate insieme i loro

sempio la dinamo, installata su ogni bicicletta (ve-

terminali positivi ed i loro terminali negativi e poi

di fig.18), o gli alternatori, installati sulle auto per

a questi collegate nuovamente la lampadina, an-

ricaricare la batteria.

che in questo caso la lampadina si accenderà con

la stessa intensità che si otteneva usando una so-

Nota: Le dinamo installate nelle biciclette genera-

la pila.

no una tensione alternata.

Questo

collegamento,

chiamato

parallelo

(vedi

fig.39), non ha modificato il valore della tensione

In ogni appartamento sono presenti le prese elet-

che rimane sempre di 4,5 volt, ma solo la sua po-

triche dalle quali possiamo prelevare una tensio-

tenza.

ne di 220 volt alternata.

In pratica abbiamo raddoppiato l’autonomia della

Il generatore di tensione chiamato trasformatore

pila, vale a dire che se una sola pila poteva tene-

viene utilizzato in elettronica per ridurre la tensio-

re accesa la lampadina per un tempo di 10 ore,

ne alternata di rete dei 220 volt in tensioni infe-

collegandone due in parallelo riusciremo a tener-

riori, ad esempio 9 - 12 - 20 - 30 volt.

la accesa per un tempo di 20 ore.

18

Fig.37 In commercio possiamo trovare pile con tensioni e dimensioni diverse. La capacità

di una pila viene espressa in Amperora. Una pila da 3 Ah si scarica in un’ora se prelevia-

mo 3 Amper, in due ore se preleviamo 1,5 Amper ed in trenta ore se preleviamo 0,1 Amper.

VOLT

VOLT

13,5

VOLT

VOLT

15,0

4,5 V.

9 V.

4,5 V.

9 V.

1,5 V.

Fig.41 Collegando in serie una pila da 4,5

Fig.42 Collegando in serie tre pile, una pila

volt con una pila da 9 volt noi otterremo u-

da 4,5 volt, una da 9 volt ed una da 1,5 volt,

na tensione totale di 13,5 volt. Per colle-

otterremo una tensione di 15 volt. Se le tre

garle in serie dobbiamo collegare il Positi-

pile hanno una diversa capacità la più de-

vo di una pila al Negativo dell’altra pila.

bole si esaurisce prima delle altre.

Ora collegate il positivo di una pila al negativo

si scaricherebbe sulla pila che eroga una tensio-

della seconda pila (vedi fig.40), poi ai due estremi

ne minore.

delle pile collegate la lampadina e subito noterete

un aumento della luminosità.

Le pile con differenti tensioni si possono invece

Questo collegamento, chiamato serie, ha raddop-

collegare in serie.

piato il valore della tensione che da 4,5 volt è sa-

Ad esempio se colleghiamo in serie ad una pila da

lito a 4,5+4,5 = 9 volt.

4,5 volt una da 9 volt (vedi fig.41) otterremo una

tensione totale di:

Se per errore collegherete il negativo di una pila

20

con il negativo della seconda pila e sui due estre-

mi positivi (vedi fig.40 a destra) collegherete la

lampadina, questa rimarrà spenta perché gli elet-

4,5 + 9 = 13,5 volt

Se collegheremo in serie tre pile, una pila da 4,5

troni di identica polarità si respingono.

volt, una da 9 volt ed una da 1,5 volt (vedi fig.42)

Lo stesso fenomeno si riscontra se si collega il po-

otterremo una tensione totale di:

sitivo di una pila al positivo della seconda pila.

4,5 + 9 + 1,5 = 15 volt

IMPORTANTE

In un collegamento in serie dovremo però sceglie-

re delle pile che abbiamo una stessa capacità.

Noi possiamo collegare in parallelo anche due -

Ad esempio se la pila da 4,5 volt ha una autono-

tre - quattro pile a patto che eroghino la stessa

mia di 10 ore, quella da 9 volt un’autonomia di 3

tensione, quindi possiamo collegare in parallelo

ore e quella da 1,5 volt un’autonomia di 40 ore,

due o più pile da 4,5 volt oppure due o più pile che

collegandole in serie cesseranno di fornirci ten-

eroghino 9 volt, ma non possiamo collegare in

sione dopo solo 3 ore, cioè quando la pila da 9

parallelo una pila da 4,5 volt con una da 9 volt

volt, che ha una autonomia minore, si sarà total-

perché la pila che eroga una tensione maggiore

mente scaricata.