Concetti Chiave
- La materia è composta da atomi con un nucleo centrale di protoni e neutroni, e un'orbita di elettroni che generalmente bilancia le cariche positive e negative, rendendo l'atomo neutro.
- Cariche elettriche opposte si attraggono, mentre quelle uguali si respingono, mantenendo gli elettroni in orbita attorno al nucleo tramite attrazione elettrostatica.
- In materiali conduttori, gli elettroni possono diventare liberi di vagare quando le orbite degli atomi si tangono, a differenza dei materiali isolanti dove le orbite non si toccano.
- La corrente elettrica è un flusso ordinato di elettroni forzato da un generatore, che crea una differenza di potenziale accumulando cariche opposte ai poli di un conduttore.
- Un generatore di corrente crea tensione elettrica tra due poli, inducendo gli elettroni a spostarsi verso il polo positivo, generando così la corrente elettrica.
Energia elettrica
L’atomo e le cariche elettricheLa materia, solida, liquida o gassosa, è formata da atomi.
Al centro di qualsiasi atomo troviamo un nucleo, che contiene:
- protoni → particelle di carica elettrica positiva
- neutroni → particelle con carica elettrica neutra
attorno al nucleo ruotano particelle con carica elettrica negativa, gli elettroni, i quali
percorrono orbite ellittiche.
Generalmente, il numero dei protoni è uguale a quello degli elettroni, perciò per
ogni carica positiva è presente una carica negativa quindi l'atomo risulta NEUTRO.
Dato che:
- cariche elettriche uguali si respingono
- cariche elettriche opposte si attraggono
tra gli elettroni e il nucleo si verifica un'attrazione elettrostatica che trattiene gli
elettroni in modo che non sfuggano via.
Gli elettroni liberi
Alcuni materiali hanno atomi distanti tra loro, altri così vicini che le orbite si toccano in un solo punto, chiamato punto di tangenza.Quando un elettrone, ruotando intorno al proprio nucleo, si viene a trovare nel punto di tangenza, sarà attratto dai nuclei dei due atomi con forze uguali e contrarie.
Non essendo più costretto a seguire una traiettoria precisa, sarà libero di vagare nel corpo che lo contiene.
Questo si verifica nei corpi conduttori, mentre nei corpi isolanti no perché gli atomi sono più distanti tra loro perciò le orbite non si toccano e quindi non hanno elettroni liberi.
La corrente elettrica
Definizione: la corrente elettrica è un flusso ordinato di elettroni che si muovono nella stessa direzione.Il generatore di corrente è il dispositivo che costringe gli elettroni a muoversi in una sola direzione.
Come funziona un generatore di corrente
1- si collegano i due estremi del generatore di corrente ciascuno ad un capo del filo conduttore.
2- il generatore fa in modo che:
A un capo del filo si accumulino cariche positive (polo positivo)
All’ altro capo cariche negative (polo negativo).
Tra i due poli si ha uno squilibrio di cariche che è chiamato differenza di potenziale o tensione elettrica.
3 - gli elettroni liberi del materiale iniziano a muoversi verso il polo positivo.
4 - si genera quindi una corrente elettrica.
Presto verrà pubblicata la lezione numero 2 che parlerà delle grandezze elettriche (intensità di corrente, tensione e resistenza elettrica) e dei circuiti con la legge di OHM, la potenza elettrica e il consumo di energia.
Domande da interrogazione
- Qual è la struttura di un atomo e come si bilanciano le cariche elettriche al suo interno?
- Cosa succede agli elettroni nei materiali conduttori e isolanti?
- Come si genera la corrente elettrica in un circuito?
Un atomo è composto da un nucleo centrale contenente protoni con carica positiva e neutroni con carica neutra, circondato da elettroni con carica negativa che orbitano attorno al nucleo. Generalmente, il numero di protoni è uguale a quello degli elettroni, rendendo l'atomo neutro.
Nei materiali conduttori, gli elettroni possono diventare liberi quando si trovano nel punto di tangenza tra le orbite di atomi vicini, permettendo loro di muoversi liberamente. Nei materiali isolanti, gli atomi sono più distanti e le orbite non si toccano, quindi non ci sono elettroni liberi.
La corrente elettrica è generata da un generatore di corrente che crea uno squilibrio di cariche tra due poli, positivo e negativo, di un filo conduttore. Questo squilibrio, chiamato differenza di potenziale, fa sì che gli elettroni liberi si muovano verso il polo positivo, creando un flusso ordinato di elettroni, ovvero la corrente elettrica.
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