Elettricità - Campo elettrico, corrente elettrica e circuito elettrico

Il campo elettrico

Il campo elettrico è un campo di forze generato nello spazio dalla presenza di una o più cariche elettriche o di un campo magnetico variabile nel tempo.
Nel campo elettrico avviene un’azione a distanza tra corpi elettrici, quest’ultimi si attraggano quando un corpo manifesta un campo elettrico. Lo spazio viene modificato per creare un campo di azione in cui verrà attirato un elettrone.

E = F/q

F = forza e q = carica campione, quest’ultima non influenza il campo perché si trova al di sotto della frazione.

Da questa formula riusciamo a ricavare l’unità di misura del campo elettrico.
Sappiamo che la forza si misura in Newton e la carica in Coulomb.
Perciò, l’unità di misura che si ricava è N/C (Newton/Coulomb).

Proprietà del campo elettrico

Il campo elettrico:
- dipende dalle cariche che lo generano (cariche generatrici)
- dipende dalla posizione della carica campione, più è vicina più il flusso
è grande, più è lontana più il flusso è minore
- non dipende dalla carica campione

Linee di campo

Le linee del campo elettrico non esistono nella realtà, non sono visibili ad
occhio nudo, ma sono solo una nostra costruzione.
- le linee di campo sono generate da cariche puntiformi
- sono linee radiali (come, ad esempio, il raggio della ruota di una bici)
- sono più fitte vicino alla carica generatrice
- dal protone le linee hanno un verso uscente
- dall’elettrone le linee hanno un verso entrante

Le linee di campo di una carica puntiforme sono semirette con origine nella carica.

La corrente elettrica

La corrente elettrica è lo spostamento di elettroni nei corpi conduttori in un tempo apprezzabile.
1. Potenziale in un punto
2. Differenza di potenziale in due punti

-> Potenziale in un punto
Il lavoro compiuto dalle forze del campo per spostare una carica campione da quel punto fino all’infinito.
-> Differenza di potenziale in due punti
Il lavoro compiuto dalle forze del campo per spostare una carica campione da un punto A ad un punto B.

Circuito elettrico

Il circuito elettrico viene denominato anche circuito elementare.
Il circuito è l’insieme dei corpi conduttori collegati tra loro, collegati ad un oggetto chiamato batteria (= generatore di tensione o di ddp) in grado di stabile per un certo tempo una ddp apprezzabile che possa innescare il movimento delle cariche.

Perciò, le cariche sono datate di un verso -> andando da punti con il
potenziale più alto a punti con il potenziale più basso.
- Batteria, è il generatore del circuito e possiede due poli (+ e -)
- Filo magnetico, è il corpo conduttore che collega batteria-lampadina
- Utilizzatore, è l’elemento con cui si applica il passaggio di corrente
- Interruttore, a seconda se sia aperto o chiuso il circuito funziona o no. Se si solleva non c’è passaggio di corrente, se si abbassa circola
corrente.

La corrente ha una sua intensità che viene determinata dal tipo di batteria.
La sua unità di misura è l’Ampere (intensità di corrente).

Circuiti notevoli

Come abbiamo detto precedentemente, il circuito elettrico viene detto anche circuito elementare. Ma nella fisica esistono anche i cosiddetti circuiti notevoli, cioè quei circuiti in cui vengono inseriti altri corpi che producono altrettanti effetti del passaggio di corrente.

1. Effetto chimico = cella voltametra
Si inserisce nel circuito la cella voltametra, al cui interno è presente l’acido solforico (H2SO4).
Successivamente si taglia il filo conduttore e i due capi ottenuti vengono inseriti nella bacinella dal fondo.
I due capi vengono incappucciati con due provette di vetro e in tal momento si verifica una dissociazione tra le molecole dell’acido solforico. Poi si chiude il circuito, ovvero si fa passare corrente nel filo conduttore, e il passaggio di corrente avviene anche nella bacinella e nelle provette in cui si formano delle bolle di gas (= ossigeno e idrogeno), mentre lo zolfo rimane sul fondo della bacinella stessa.

2. Effetto magnetico = ago magnetico
Il filo conduttore del circuito viene deformato e inserito al suo interno l’ago magnetico in modo parallelo all’ansa. Con il circuito chiuso, l’ago magnetico ruota in modo perpendicolare al filo.
Si può concludere dicendo che l’ago magnetico ha ruotati perché soggetto ad una coppia di forze.

3. Effetto termico = effetto Joule
L’effetto Joule è la trasformazione di energia elettrica in energia interna ed avviene quando una corrente attraversa un resistore. Ad esempio, in una lampadina a incandescenza l’effetto porta il filamento a temperature elevate da renderlo luminoso.

Corrente continua

La corrente continua è una corrente la cui intensità di corrente non cambia nel tempo (△Q = i△t -> se i è una costante, allora △Q è direttamente proporzionale a △t)