Il fissaidee

Come abbiamo anticipato, in un conduttore come un metallo la carica può muoversi liberamente. Se agli estremi di un filo metallico viene applicata una differenza di potenziale, questa genererà una corrente \( I \), definita come il rapporto fra la quantità di carica \( \Delta Q \) che attraversa la sezione del filo in un intervallo di tempo \( \Delta T \) e \( \Delta T \) stesso: 

\( I=\frac{ \Delta Q} { \Delta T} \)

Nel Sistema Internazionale la corrente si misura in coulomb al secondo, unità detta ampere (A). Il verso della corrente è convenzionalmente definito come quello in cui si muovono le cariche positive, anche se in realtà nei conduttori le cariche libere di muoversi sono gli elettroni, che hanno carica negativa.  

Nei metalli (ma non in altri mezzi come ad esempio i semiconduttori) la relazione fondamentale che lega la corrente \( I \) alla differenza di potenziale \( V \) applicata è la legge di Ohm, la quale stabilisce semplicemente che queste due quantità sono proporzionali attraverso quella che viene detta resistenza \( R \) del conduttore:

\( V=RI \)

quantità che si misura in volt/ampere, unità detta ohm ed indicata con \( \Omega \)  (Omega) che dipende dalla geometria del conduttore e da un parametro specifico \( \sigma \) del materiale di cui è costituito detto conducibilità. Nel caso di un filo metallico di lunghezza \( l \) e sezione \( A \) si ha ad esempio  \( R=l/σA \). Dato che l’intensità \( E \) del campo elettrico nel filo è data dal rapporto \( V/l \), la legge di Ohm ci dice che il flusso \( J \) di corrente nel conduttore (ossia la corrente attraverso una sezione unitaria) è proporzionale al campo elettrico: \( J=σE \).

La presenza di una resistenza al passaggio di corrente implica che l’energia fornita alle cariche dalla differenza di potenziale viene dissipata. Per un conduttore che soddisfi la legge di Ohm la potenza dissipata è data dalla legge di Joule:

\( P=VI=\frac {V^2}{R}=RI^2 \)

l’energia dissipata riscalda il conduttore per quello che viene detto effetto Joule. Notiamo che, per una fissata differenza di potenziale applicata, la potenza dissipata è tanto maggiore quanto minore è la resistenza del conduttore.