LA CORRENTE ELETTRICA E I SUOI EFFETTI
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LA CORRENTE ELETTRICA E I SUOI EFFETTI
EFFETTO JOULE Quando la corrente elettrica attraversa un conduttore lo riscalda. Il riscaldamento aumenta • Con l’aumentare della resistenza • Con l’aumentare dell’intensità di corrente LEGGE DI JOULE P (potenza) = 2
EFFETTO LUMINOSO Facendo passare la corrente in conduttori ad altissima resistenza, l’effetto Joule è così intenso che provoca un’emissione di luce: è questo l’effetto luminoso della corrente elettrica, che viene sfruttato nelle lampade ad incandescenza.
LAMPADE A INCANDESCENZA Bandite dall’Unione Europea dal 1 settembre 2009 al fine di migliorare l’efficienza energetica del 20% entro il 2020 Le lampade a incandescenza sono costituite da un’ampolla di vetro e da un filamento, generalmente in tungsteno, avvolto a doppia elica che, al passaggio della corrente, raggiunge una temperatura di circa 2000 °C emettendo luce e calore. Se all’interno della lampadina ci fosse ossigeno il filamento brucerebbe. Per evitarlo all’interno dell’ampolla viene creato il vuoto e immessa una piccola quantità di gas inerte. La loro durata è di circa 1000 ore. Non hanno un buon rendimento perché il 90% dell’elettricità utilizzata si trasforma in calore invece che in luce.
LAMPADE ALOGENE Bandite dall’Unione Europea dal 1 settembre 2018 Nelle lampade alogene il filamento di tungsteno è immerso in un gas che contiene piccole quantità di un elemento alogeno (iodio o bromo) che permette di ottenere un rendimento maggiore.
LAMPADE FLUORESCENTI Le lampade fluorescenti sono costituite da un tubo di vetro lineare contenente vapori di mercurio e un gas inerte (argo) e rivestito all’interno da uno strato sottile di sostanze chimiche fluorescenti dette fosfori. Ai due estremi del tubo ci sono due elettrodi, uno di segno + (anodo) e uno di segno – (catodo) sui quali sono depositate sostanze che aumentano l’emissione di elettroni. Applicando una tensione elettrica agli elettrodi, il catodo emette elettroni che si dirigono verso l’anodo, dando luogo ad un arco elettrico attraverso i vapori di mercurio. L’arco emette radiazioni ultraviolette non visibili che vengono trasformate in energia luminosa dalle sostanze fluorescenti che rivestono l’interno del tubo. La loro durata è di circa 6000-9000 ore e dipende dal numero di accensioni. Le lampade fluorescenti compatte sono un’evoluzione dei tubi fluorescenti. Esse sono dotate di un attacco che consente di inserirle nei normali portalampade.
I LED Light Emitting Diode ovvero Diodo emittente luce Un LED è un particolare tipo di diodo che emette una piccola quantità di luce se attraversato da una corrente elettrica. Ma Cosa è un diodo? E’ un elemento di circuito a due terminali nominati anodo (A = terminale positivo) e catodo (K = terminale negativo) costituito da un materiale semiconduttore, che consente il passaggio della corrente elettrica in una sola direzione, dall'anodo al catodo: dal verso opposto non lascia passare la corrente
Esso è formato internamente da un chip di materiale semiconduttore ed esternamente da due filamenti, uno più corto che indica la parte negativa del led ed uno più lungo (ovviamente la positiva). La parte negativa deve essere connessa al terminale negativo di una batteria o comunque di una sorgente elettrica a basso voltaggio (tra 1 e 4 volts).
In un atomo, ci sono differenti elettroni che si muovono in un orbita intorno al nucleo. A seconda dell'orbita, un elettrone ha una certa quantità di energia. Più l'orbita è larga, più esso è carico. Quando un elettrone passa da un orbita larga ad una inferiore, perde un pò della sua energia e lo fa sotto forma di un fotone che emette luce. Più è alta l'energia rilasciata dall'elettrone, più il fotone è potente.
Alla base del funzionamento dei LED c'è la giunzione PN, punto di collegamento tra la zona P e la zona N del chip semiconduttore. All'interno della giunzione avvengono continuamente fenomeni di generazione e di ricombinazione di coppie elettrone-lacuna: le cariche negative della regione N passano nella regione P per occupare i buchi con carica positiva (lacune). Visto che i buchi hanno un quantitativo di energia inferiore alle cariche negative, generano i fotoni (producendo la luce che vediamo).
Questo processo accade in tutti i diodi ma è visibile solo in quelli in cui la frequenza dei fotoni prodotti è alta e visibile dall'occhio umano. In alcuni materiali, in cui gli elettroni hanno delle quantità inferiori di elettricità, la frequenza dei fotoni è bassa e non può essere percepita dal nostro occhio.
I VANTAGGI DELL’ILLUMINAZIONE LED
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