LA CORRENTE ELETTRICA
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- Claudia Riccardi
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1 LA CORRENTE ELETTRICA I FENOMENI DI ELETTRIZZAZIONE SONO STATICI (ELETTRICITA STATICA), CIOE LE CARICHE RESTANO FERME MENTRE NELLA CORRENTE ELETTRICA LE CARICHE SI MUOVONO. LA CORRENTE ELETTRICA E UN FLUSSO DI ELETTRONI CHE SI MUOVE PER UN TEMPO PROLUNGATO LUNGO UN CONDUTTORE (ES FILO DI RAME RIVESTITO DA UN ISOLANTE PER NON DISPERDERE LE CARICHE STESSE). GLI ELETTRONI SI MUOVONO SPONTANEAMENTE DALLA ZONA DOVE CE NE SONO DI PIU A QUELLA DOVE ESSI SONO IN NUMERO MINORE, CIOE DA UN POLO NEGATIVO VERSO UN POLO POSITIVO (COME L ACQUA PASSA SPONTANEAMENTE DA UN RECIPIENTE CON UN LIVELLO MAGGIORE VERSO UN ALTRO CON UN LIVELLO MINORE. NEL CASO DEGLI ELETTRONI LA IL DISLIVELLO E DETTO DIFFERENZA DI POTENZIALE O TENSIONE TRA IL POLO NEGATIVO (DOVE SI HANNO ELETTRONI IN ECCESSO) E QUELLO POSITIVO (DOVE GLI ELETTRONI SI TROVANO IN MINORE CONCENTRAZIONE). AFFINCHE GLI ELETTRONI SI MUOVANO IN CONTINUAZIONE OCCORRE CHE IL DISLIVELLO DI CARICHE VENGA MANTENUTO COSTANTE: QUESTO E REALIZZATO DA UN GENERATORE O PILA CHE FUNZIONA COME UNA POMPA PER L ACQUA. Gli elettroni si spostano dal polo negativo a quello positivo ma per convenzione si dice che la corrente va in senso opposto, cioè dal polo positivo a quello negativo. CARATTERISTICHE DI UNA CORRENTE: (I)INTENSITA : IL NUMERO DI ELETTRONI CHE SCORRE NEL CONDUTTORE NELL UNITA DI TEMPO (SI MISURA CON L AMPEROMETRO E L UNITA DI MISURA E L AMPERE (A) (V)DIFFERENZA DI POTENZIALE O TENSIONE: SPINTA CHE DETERMINA IL FLUSSO DI ELETTRONI (SI MISURA CON IL VOLTMETRO E L UNITA DI MISURA E IL VOLT (V).NELLE COMUNI PILE LA TENSIONE E DI POCHI VOLT
2 (DA 1,5 A 12) E NON E PERICOLOSA MENTRE LA CORRENTE DELLE ABITAZIONI HA UNA TENSIONE DI 220 VOLT E PUO FOLGORARE. (R)RESISTENZA: DIFFICOLTA MAGGIORE O MINORE CHE IL CONDUTTORE OFFRE AL PASSAGGIO DELLA CORRENTE (IL RAME HA MENO RESISTENZA DEL FERRO, QUINDI NEL RAME GLI ELETTRONI SCORRONO MEGLIO). SI MISURA CON L OHMETRO E L UNITA DI MISURA E L OHM (Ω). LEGGE DI OHM: V=IR LA PILA METTENDO IN CONTATTO RAME E ZINCO, ALCUNI ELETTRONI PASSANO DALLO ZINCO AL RAME PERCHE NELLO ZINCO SONO LEGATI PIU DEBOLMENTE. NEL RAME SI FORMA QUINDI UN ECCESSO DI ELETTRONI PER CUI ESSO SI CARICA NEGATIVAMENTE E LO ZINCO POSITIVAMENTE. MA PER FAR CIRCOLARE CORRENTE QUESTO NON BASTA, OCCORRE CHE IL RAME E LO ZINCO SIANO IMMERSI IN UNA SOLUZIONE CONTENENTE IONI H+ (COME PUO ESSERE UNA SOLUZIONE ACIDA ES. ACIDO SOLFORICO E ACQUA CHE LIBERA H+). LA SPIEGAZIONE E LA SEGUENTE: GLI ELETTRONI PASSANO DALLO ZINCO AL RAME ATTRAVERSO IL FILO CONDUTTORE. IL RAME QUINDI SI CARICA NEGATIVAMENTE E ATTRAE GLI IONI H+ DELL IDROGENO. H+ H _ + CORRENTE TENDE A PASSARE IN CONTINUAZIONE QUANDO GLI IONI H+ RAGGIUNGONO IL RAME CATTURANO UN ELETTRONE E SI TRASFORMANO IN ATOMI NEUTRI DI IDROGENO. A CAUSA DI QUESTO PROCESSO L ECCESSO DI ELETTRONI SUL RAME TENDEREBBE A SCOMPARIRE MA IL RAME E IN CONTATTO CON LO ZINCO CHE CONTINUA A RILASCIARE ELETTRONI, SOSTITUENDO QUELLI CHE MAN MANO SONO CATTURATI DAGLI H+. IN TAL MODO LA PILA AL LIMONE
3 NEL CASO DELLA PILA AL LIMONE GLI IONI H+ SONO DATI DALL ACIDO CITRICO CONTENUTO NEL SUCCO ACIDO DEL LIMONE. COME ELETTRODI ABBIAMO UTILIZZATO CHIODI ZINCATI E MONETINE DA 5 CENTESIMI. SIAMO RIUSCITI A FAR ACCENDERE UN LED! LA PRIMA PILA FU REALIZZATA DA ALESSANDRO VOLTA ALLA FINE DEL UTILIZZO DISCHETTI DI RAME E ZINCO ALTERNATI (DISPOSTI IN COLONNA) E SEPARATI DA UN FELTRO IMBEVUTO DI ACIDO SOLFORICO. UN ALTRO SCIENZIATO IMPORTANTE DEL 1700 FU GALVANI CHE STUDIO L ELETTRICITA ANIMALE SULLE RANE. REALIZZAZIONE DELLA PILA DI VOLTA OCCORRENTE: 8 MONETE DA 5 CENTESIMI (ANCHE DI PIU ) ACQUA DISTILLATA ALLA QUALE AGGIUNGIAMO UN PO DI SALE, 8 DISCHETTI DI CARTA UGUALI ALLE MONETE E 8 DISCHETTI DI ALLUMINIO UGUALI ALLE MONETE. SI REALIZZA UNA PILA ALTERNANDO LA MONETA CON LA CARTA IMBEVUTA DI ACQUA SALATA E IL DISCHETTO DI ALLUMINIO. POI SI COLLEGA CON UN LED LA
4 PRIMA MONETA CON L ULTIMO DISCHETTO DI ALLUMINIO: IL LED SI ACCENDE. LA CORRENTE PASSA DAL RAME ALL ALLUMINIO. LED: lampadina in cui la corrente passa in un solo verso Nel filo gli elettroni passano dalla parte corta (polo negativo) a quella lunga (polo positivo). Proseguono poi all interno della pila andando dal rame che rappresenta il polo positivo, verso l alluminio che rappresenta il polo negativo ESPERIMENTO DEL PASSAGGIO DI CORRENTE IN UNA SOLUZIONE DI ACQUA E SALE: IN UN BECHER CONTENENTE ACQUA DISTILLATA METTIAMO DUE ELETTRODI DI RAME COLLEGATI TRA LORO DA UN FILO METALLICO SU CUI E INSERITA UNA LAMPADINA. COLLEGHIAMO POI LA LAMPADINA AD UN GENERATORE DI CORRENTE. LA LAMPADINA NON SI ACCENDE PERCHE L ACQUA DISTILLATA E NEUTRA. SE AGGIUNGIAMO SALE PIANO PIANO, LA LAMPADINA SI ACCENDE E LA LUCE DIVENTA PIU INTENSA QUANTO PIU SALE SI AGGIUNGE. IN SOLUZIONE SI SEPARANO GLI IONI Na+ dai Cl. Gli ioni positivi si spostano verso il polo negativo e viceversa elettroni + Cl GENERATORE DI CORRENTE + Na+
5 IN QUESTO CASO SONO GLI IONI A TRASPORTARE LA CORRENTE E AGLI ELETTRODI SI HANNO REAZIONI CHIMICHE (DA UNA PARTE SI FORMA IL SODIO METALLICO E DALL ALTRA SI LIBERA CLORO GASSOSO). INFATTI IL CL CEDE ELETTRONI ALL ELETTRODO E TRAMITE IL FILO METALLICO GLI ELETTRONI SONO CATTURATI DALLO IONE NA+. SIA IL CLORO CHE PERDE ELETTRONI, SIA IL SODIO CHE LI ACQUISTA DIVENTANO NEUTRI FORMANDO SUGLI ELETTRODI SODIO METALLICO E CLORO GASSOSO. UNA SOLUZIONE CHE CONDUCE ELETTRICITA E DETTA ELETTROLITA NELLA PILA INVECE LA CORRENTE PASSA SENZA TRASPORTO DI IONI, SI MUOVONO SOLO GLI ELETTRONI
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