Come prepararsi al test ASVAB delle informazioni elettroniche
Informazioni generali
La sezione delle informazioni elettroniche del test ASVAB copre varie voci, che vanno da domande riguardanti fili e calibri a domande riguardanti funzioni elettriche di base. Per studiare per questa parte del test, studia le informazioni elettroniche di base come il funzionamento dei fili, la funzione delle diverse correnti elettriche e dei conduttori, e la legge di Ohm. Ulteriori informazioni su ciascuna di queste aree di seguito.
Una parte significativa dell’ASVAB contiene domande sul vocabolario, testando la capacità degli studenti di riconoscere parole semplici vocabolario elettrico. Quando si studiano i concetti ASVAB, concentrarsi sulle definizioni di base di parole e concetti elettrici, compresi i concetti di cui sopra e parole specifiche per gli apparecchi, come la tensione e la frequenza. Quando si studia per la parte di vocabolario, concentrarsi sulle basi delle definizioni dei concetti per riconoscere cosa significa una certa parola o frase.
Teoria del flusso di elettroni
La teoria del flusso di elettroni descrive il comportamento degli elettroni quando si muovono attraverso un conduttore. Gli elettroni carichi negativamente in un circuito fluiscono dal terminale negativo (o anodo) al terminale positivo (o catodo). Gli elettroni scorrono in questo modo in risposta alle forze attrattive e repulsive tra le particelle cariche.
Atomi, protoni, neutroni, elettroni e guscio di valenza
Tutta la materia è fatta di particelle più piccole chiamate atomi. Gli atomi mostrano diverse proprietà a seconda della composizione dell’atomo. Sono composti da particelle più piccole chiamate protoni, elettroni e neutroni. Un singolo protone è l’elemento conosciuto come idrogeno. L’aggiunta di un altro protone dà come risultato un nuovo elemento conosciuto come elio. Se invece c’è un numero diverso di neutroni all’interno del nucleo (i protoni e i neutroni in un atomo), allora è noto come un isotopo.
Le tre particelle all’interno del nucleo differiscono in modi interessanti: protoni ed elettroni sono caricati in modo opposto, mentre i neutroni non possiedono carica; protoni e neutroni sono di dimensioni simili e costituiscono la maggior parte della densità dell’atomo.
Gli elettroni sono molto più piccoli di protoni e neutroni ed esistono intorno al nucleo all’interno di orbitali di energia. Questi orbitali energetici circondano il nucleo a seconda del numero di elettroni e della loro distanza dal nucleo atomico. Questi elettroni più lontani dal nucleo sono i più reattivi.
Conduttore, semiconduttore e isolante
La conduttività misura la facilità con cui gli elettroni possono fluire attraverso un materiale. I metalli sono buoni conduttori perché gli elettroni scorrono facilmente attraverso di loro senza molta resistenza. I materiali che mostrano una conducibilità molto bassa sono chiamati isolanti. Gli isolanti possiedono un’alta resistività.
I semiconduttori hanno conducibilità che sono tra quelle dei conduttori e degli isolanti. A differenza dei conduttori, che sperimentano un aumento della resistenza quando vengono riscaldati, i semiconduttori aumentano la conduttività quando vengono riscaldati.
Corrente
La corrente è la velocità con cui le cariche scorrono attraverso una porzione di conduttore in un circuito elettrico. Si misura in Coulomb al secondo o in Ampere. Corrente, tensione e resistenza sono correlate tra loro attraverso la legge di Ohm:
dove I è la corrente, V è la tensione, e R è la resistenza.
Tensione
La tensione è la differenza di potenziale elettrico tra due punti carichi in un campo elettrico. Poiché è una differenza di potenziale, la tensione è significativa solo quando si considera un punto in relazione ad un altro. Si misura in Volt.
La tensione viene anche chiamata forza elettromotrice, poiché è la forza responsabile dell’azionamento della corrente attraverso un circuito. Può essere paragonata a una differenza di pressione perché c’è una concentrazione di carica maggiore in un punto rispetto a un altro. Questa differenza di concentrazione di carica si traduce in una tensione.
Resistenza
La resistenza è una proprietà intrinseca dei materiali che ostacola il passaggio della corrente attraverso un conduttore. Resistenza e conduttanza sono inversamente correlate; un materiale molto conduttivo ha poca resistenza, e un materiale molto resistente ha poca conduttanza. La resistenza si misura in Ohm.
I materiali variano in resistenza a causa della facilità (o difficoltà) con cui gli elettroni nell’atomo del materiale possono essere spostati. La resistenza è anche legata all’area della sezione trasversale e alla lunghezza del materiale usato; più grande è l’area, minore è la resistenza, e più lungo è il conduttore, maggiore è la resistenza.
Quantitativamente, la resistenza può essere rappresentata come:
(R = ⍴ \cdot \frac{L}{A}\), dove ⍴ rappresenta la resistività del materiale conduttore, L è la lunghezza, e A è la sezione trasversale.
Circuiti
Una fonte di tensione, come una batteria, con materiali conduttori, come fili isolati, attaccati e collegati ai due terminali forma un circuito. Questo circuito naturalmente non farebbe altro che riscaldare i fili conduttori.
Collegare un carico, come una resistenza o una lampadina, ai fili permette alla corrente di compiere un lavoro. Questi carichi possono essere collegati al circuito in serie, in parallelo o in serie-parallelo.
Circuiti chiusi e aperti
Un circuito chiuso è quello in cui tutti i componenti del circuito sono collegati tramite fili conduttori tra loro e a una fonte di tensione. Se uno qualsiasi di questi collegamenti è rotto, il circuito è detto aperto e non funzionerà correttamente. Un circuito chiuso può funzionare; un circuito aperto no.
Carico
Un carico è qualsiasi componente che drena energia da un circuito. Lampadine, frigoriferi e computer agiscono tutti come carichi quando fanno parte di un circuito chiuso. I carichi dissipano solo potenza da un circuito; non generano potenza.
Circuito in serie
In un circuito in serie, tutti i componenti del circuito sono collegati uno dopo l’altro. La corrente che attraversa un circuito in serie passa attraverso ogni componente in serie. C’è solo un unico percorso per la corrente attraverso il circuito.
La tensione totale e la resistenza totale in un circuito in serie è la somma delle cadute di tensione attraverso ogni componente e la somma delle resistenze nel circuito, rispettivamente. La somma di ogni resistenza nel circuito è chiamata resistenza equivalente, o \(R_eq\), e poiché c’è solo una corrente nel circuito, è la \(R_eq\) che viene utilizzata nei calcoli della legge di Ohm per i circuiti in serie.
I circuiti in serie hanno la stessa corrente che attraversa ogni componente del circuito.
Circuito parallelo
Un circuito parallelo contiene più di un percorso per il passaggio della corrente. Nei casi in cui ci sono diversi componenti lungo questi percorsi separati, la forza della corrente varierà. La caduta di tensione attraverso ogni ramo, tuttavia, è la stessa.
La resistenza equivalente in un circuito parallelo è uguale a:
\
dove \(R_eq\) è la resistenza equivalente, \(R_1\) è la prima resistenza, \(R_2\) è la seconda resistenza, ecc.
A differenza di un circuito in serie, in un circuito in parallelo se un ramo viene disconnesso dal circuito, la corrente continuerà a passare attraverso i rami rimanenti.
Potenza elettrica
La potenza elettrica è una misura quantitativa della quantità di lavoro che può essere fatto da un circuito per unità di tempo. Le formule che possono essere usate per calcolare la potenza elettrica generata o dissipata sono:
dove P è la potenza, V è la tensione, R è la resistenza, e I è la corrente.
In un circuito, la potenza è generata da una fonte di tensione, ed è dissipata dai carichi.
Unità di misura elettriche:
Ohm- misurano la resistenza. Ohm = Volt per Amp
Amperes-misura della corrente. Amp = Coulomb per secondo
Volts-misura la tensione. Volt = (Newton x metro) per Coulomb
Watts-misura la potenza. Watt = Joule al secondo
Prefissi metrici-nano- è \(1 \cdot 10^{-9}), micro- è \(1 \cdot 10^{-6}), milli- è \(1 \cdot 10^{-3}), centi- è \(1 \punto 10^{-2}), kilo- è \(1 \punto 10^3) e mega- è \(1 \punto 10^6), e giga- è \(1 \punto 10^9\)