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La tensione elettrica, o differenza di potenziale, è fondamentale per comprendere il lavoro necessario a spostare cariche in un campo elettrico. Questo concetto è strettamente legato al potenziale elettrico e alla corrente elettrica, che si manifesta come flusso di cariche attraverso un conduttore. La misurazione di questi fenomeni è essenziale in elettrochimica e nella tecnologia dei circuiti elettrici.
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La tensione elettrica è una misura del lavoro necessario per spostare una carica elettrica tra due punti in presenza di un campo elettrico
Integrale del campo elettrico
La tensione si calcola come l'integrale del campo elettrico lungo un percorso tra due punti
Indipendenza dal percorso
Il valore della tensione è indipendente dal percorso seguito in un campo elettrico conservativo
Il voltmetro è lo strumento utilizzato per misurare la tensione, ma la sua lettura è affidabile solo in un campo elettrico conservativo
La differenza di potenziale è una caratteristica dei campi elettrici conservativi, dove il lavoro per spostare una carica tra due punti è indipendente dal percorso seguito
Un campo elettrico è conservativo quando le cariche che lo generano sono fisse e la carica di prova si muove senza accelerazione
La differenza di potenziale è una misura dell'energia potenziale elettrica per unità di carica e riflette la capacità del campo di compiere lavoro
Il potenziale elettrico è una funzione scalare che assegna un valore di energia potenziale per unità di carica a ogni punto dello spazio rispetto a un punto di riferimento
La tensione tra due punti è la differenza dei potenziali elettrici in quei punti e rappresenta l'energia necessaria per spostare una carica unitaria da un punto all'altro
La scelta del punto di riferimento è arbitraria, ma una volta fissato, il potenziale in ogni altro punto diventa univocamente determinato
La corrente elettrica è il flusso ordinato di cariche elettriche attraverso un conduttore o un semiconduttore
Definizione di densità di corrente
La densità di corrente è la quantità di carica che attraversa una sezione perpendicolare all'area in un'unità di tempo
Definizione di intensità di corrente
L'intensità di corrente è il tasso di flusso di carica attraverso una superficie e si misura in ampere
La corrente può essere causata da diversi tipi di portatori di carica, come elettroni o ioni, e la sua direzione è definita come opposta al moto degli elettroni negativi