Elettricità - Descrizione

Scienze L’elettricità

“élektron”,

Il nome elettricità deriva da in greco, ambra. Infatti, si narra che un giorno

un pastore greco strofinando un pezzo di ambra sulla lana di pecora si accorse che il

pezzo di resina attirava piume e piccoli frammenti di legno.

Più avanti Benjamin Franklin scoprì, avvicinando prima due bacchette di vetro e poi

una di vetro e una di ambra, che non vi era solo un tipo di

elettricità, cioè quella attrattiva, ma anche quella repulsiva.

La prima si verificava in caso di vicinanza di cariche di

segno opposto mentre la seconda in caso di vicinanza di

cariche di segno analogo. Franklin chiamò quella acquistata

dal vetro positiva e negativa quella dall’ambra.

Lo spazio all’interno del quale una carica esercita la sua

forza è detto campo elettrico e le direzioni in qui essa viene esercitata sono le linee di

forza. La quantità di carica elettrica che possiede

un corpo elettrizzato viene misurata in

coulomb (C), prende il nome da Charles de

Coulomb. Questa unità di misura

corrisponde a circa 6 miliardi di elettroni e

se ponessimo due forze da 1C a un metro

di distanza la forza sarebbe quella

equivalente a quella sufficiente per sollevare un cubo di granito di lato di 7 cm a un

metro di altezza.

Normalmente, gli atomi hanno carica neutra. Essi sono infatti costituiti particelle

cariche: nel nucleo si trovano i neutroni (neutri) con i protoni (positivi) e attorno ad

essi orbitano i neutroni (negativi). Normalmente in un atomo è presente uno stesso

numero di protoni e di neutroni, ma in caso di assenza di questo tipo di equilibrio essi

diventano ioni, così questo disequilibrio di cariche causa l’elettrizzazione dell’atomo

(possiede elettricità statica).

Questo fenomeno si può verificare in tre casi:

per strofinio

o per contatto

o per induzione

o

Per strofinio: questo accade, appunto, quando due oggetti vengono strofinati tra

loro. In questo modo alcuni atomi vengono “strappati” da un corpo e trasferiti in un

altro. Così un corpo sarà carico di elettricità positiva (eccesso di ioni positivi) e uno di

elettricità negativa (eccesso di ioni negativi). Se per

esempio strofiniamo con un panno di lana un oggetto

di vetro ci accorgiamo che il vetro cede elettroni alla

lana e quindi avendo un numero di elettroni inferiore si

carica positivamente, invece la lana avendo acquistato

elettroni si carica negativamente.

Al contrario alcuni corpi come la plastica dopo essere stati strofinati si caricano

negativamente e di conseguenza la lana si carica positivamente.

Per contatto: L’elettrizzazione per contatto, avviene, quando

un corpo neutro e uno carico vengono messi a contatto, in

questo modo la carica si divide in due parti uguali aventi

entrambe lo stesso segno pertanto si respingono.

Per induzione: l’elettrizzazione per induzione si basa sulla legge di Coulomb, che

sostiene che l’attrazione di due cariche vicine è più forte della repulsione di due

cariche distanti e quindi l’oggetto non elettrizzato viene attratto da quello elettrizzato.

Se avviciniamo un oggetto carico positivamente a un conduttore, ci accorgiamo che il

conduttore viene attirato dall’oggetto, ciò accade perché gli elettroni all’interno della

bacchetta sono liberi di muoversi, e pertanto la parte negativa del conduttore viene

attratta dalla parte positiva dell’oggetto. Nello stesso tempo, dall’altra parte del

conduttore, si forma una zona carica positivamente

perché gli elettroni sono passati nella parte negativa. Se

l’oggetto era carico negativamente, accadeva l’opposto.

Questo fenomeno può essere fruttato per caricare un

corpo, infatti se dividiamo la carica di un corpo e

successivamente lo separiamo, otterremo due oggetti

carichi: uno carico positivamente e l’altro carico negativamente.

I materiali presenti attorno a noi si suddividono i due categorie: materiali conduttori e

materiali isolanti dell’elettricità. I conduttori sono quei corpi che permettono alle

proprie cariche di muoversi facilmente all’interno del corpo essendo i loro elettroni

debolmente legati al nucleo, mentre gli isolanti non permettono questo tipo di

fenomeno perché, al contrario dei conduttori, gli elettroni dei loro atomi sono

fortemente legati al nucleo. Esistono, inoltre dei materiali semiconduttori, utilizzati

soprattutto nelle industrie che possiedono alcune caratteristiche dei materiali

conduttori e alcune di quelli isolanti.

Quando le cariche elettriche si muovono all’interno di un oggetto avviene il fenomeno

della corrente elettrica, ossia un flusso che percorre il corpo. Non tutti i materiali però

hanno lo stessa capacità di esserne attraversati e quindi non possiedono

conducibilità elettrica.

Per capire il passaggio delle cariche elettriche

all’interno di un conduttore si può utilizzare il

principio dei vasi comunicanti. Nella corrente

elettrica affinché le cariche elettriche passino

attraverso un conduttore è necessario che agli

estremi del conduttore siano accumulate

quantità diverse di cariche elettriche cioè una

differenza di carica. Infatti questo principio afferma che se si hanno due recipienti

contenenti acqua a due livelli differenti collegati tra loro da un tubo munito di

rubinetto, appena si apre, l’acqua fluisce dal recipiente più pieno al recipiente più

vuoto e il flusso dell’acqua si interrompe quando raggiungono lo stesso livello e questo

è ciò che avviene quando si vuole creare corrente elettrica.

Questo tipo movimento avviene perché gli

elettroni vengono attratti dal polo positivo, ad

un estremo del conduttore, e invece si

allontanano dal polo negativo, all’altro

estremo.

Il dislivello elettrico che si crea tra i due poli è chiamato tensione ed è misurato in volt

ed essa viene misurata con il voltmetro. Per far sì che la corrente elettrica sia continua

si deve mantenere costante la differenza di potenziale tra i due poli.

Per verificare se un corpo è carico o meno si utilizza

l’elettroscopio. Questo strumento non è in grado di misurare la

potenza della carica elettrica di un oggetto ma semplicemente se