L ELETTRICITA Abbiamo studiato che la materia è composta da piccolissime particelle dette ATOMI, nel cui nucleo sono neutroni (componente neutra non carica) e protoni (con carica positiva +) e intorno al nucleo ruotano gli elettroni (con carica negativa -). La materia tende ad essere neutra, non carica, quindi negli atomi il numero dei p+ è uguale al numero degli e-. Può accadere che gli e- più esterni vengano portati via e quindi la materia si carica positivamente,o. Esistono 3 modi per caricare un corpo di elettricità METODI PER ELETTRIZZARE UN CORPO Autore: Perrotti Esistono 3 modi per elettrizzare un corpo: 1. Strofinio 2. Induzione 3. Contatto 1.Strofinando 2 corpi di natura diversi (lana & plastica), uno dei 2 strappa elettroni all altro caricandosi di elettricità negativa, mentre l altro si caricherà di elettricità positiva. 2.Se si avvicina un corpo di elettricità negativa ad uno neutro, in quest ultimo avverrà una SEPARAZIONE DELLE CARICHE. In questo caso quelle positive andranno verso l alto e quelle negative verso il basso. Allontanando la penna tutto torna come prima. 3.Se tocco un corpo neutro con uno carico ad esempio di elettricità negativa, si crea un ponte attraverso il quale gli elettroni passano dal corpo carico a quello neutro.
CORRENTE ELETTRICA Corrente elettrica è un flusso di elettroni (e-) che attraversa un filo conduttore agli estremi nel quale esiste una differenza di cariche detta DIFFERENZA DI POTENZIALE. Vediamo quali sono gli elementi necessari per costruire un circuito elettrico, sono come minimo 4: 1. IL FILO CONDUTTORE: deve essere metallico e avvolto da una guaina o plastica isolante. 2. UN GENERATORE DI CORRENTE: che crea il dislivello di cariche agli estremi del filo (pila) 3. UTILIZZATORE DI CORRENTE: che si accende se passa la corrente (lampadina) 4. UN INTERRUTTORE: che interrompe il contatto dei fili, se voglio. Vediamo quali sono le grandezze elettriche: INTENSITA DI CORRENTE (i) è la quanità di elettroni che passa in una sezione del filo conduttore in un secondo. L unità di misura è l AMPERE (A) e si misura con l amperometro. DIFFERENZA DI POTENZIALE (V) È la differenza di cariche elettriche che deve essere agli estremi del filo conduttore affinchè ci sia passaggio di corrente. La possiamo paragonare al dislivello d acqua posto agli estremi di un tubo che collega i due recipienti di acqua. Si indica con il segno + e il segno e viene creata dal generatore di corrente (Pila). L unità di misura è il VOLT e si misura con uno strumento detto voltometro. RESISTENZA (R) La resistenza è l attrito che gli elettroni incntrano attraversando il filo conduttore e dipende dal filo (lunghezza del filo, sezione, materiale con cui è fatto). L unità di misura è l OHM. I V l intesità di corrente è direttamente proporzionale alla differenza di potenziale I R l intesità di corrente è inversamente proporzionale alla resistenza
Da queste relazioni derivano le Leggi di Ohm 1 LEGGE DI OHM= L intensità della corrente elettrica è direttamente proporzionale alla differenza di potenziale o tensione e inversamente proporzionale alla resistenza. I = V R 2 LEGGE DI OHM= La resistenza che gli elettroni incontrano attraversando il filo è direttamente proporzionale alla lunghezza del filo e inversamente proporzionale alla sezione del filo e dipende da una costante detta resistività che è un valore legato al materiale del quale è costituito il filo. Si indica con la lettera greca ɋ ro. R = I S q COLLEGAMENTI IN SERIE E IN PARALLELO: GENERATORI IN SERIE E IN PARALLELO: per ottenere tensioni più alte le pile si collegano in serie. Il polo positivo di ogni pila è collegato al polo negativo della pila successiva. La tensione totale è uguale alla somma delle tensioni. Per ottenere correnti più intense si collegano pile tutte uguali in parallelo. I poli positivi sono tutti collegati tra di loro, così come quelli negativi. La tensione totale equivale a quella di una pila, ma la corrente disponibile è più alta.
UTILIZZATORI IN SERIE E IN PARALLELO: Nel collegamento in serie tutti gli utilizzatori sono collegati l uno di seguito all altro, su un unico filo elettrico, in modo da essere attraversati dalla stessa corrente. Però se si guasta e viene scollegato uno utilizzatore tutti gli altri smettono di funzionare. Nel collegamento in parallelo ogni utilizzatore è collegato per conto proprio al generatore, attraverso due fili elettrici paralleli. Così tutti gli utilizzatori sono alimentati dalla stessa tensione e se si guasta o viene scollegato uno tutti gli altri continuano a funzionare.
GLI EFFETTI DELLA CORRENTE ELETTRICA Sono tre: 1. EFFETTO TERMICO 2. EFFETTO MAGNETICO O OERSTED 3. EFFETTO CHIMICO Si ha l effetto termico quando aumenta l attrito che gli elettroni incontrano attraversando il filo conduttore;
quast ultimo dev essere a bassa conducibilità, lungo e molto sottile. Sono esempi di effetto termico il ferro da stiro, la lampadina, la stufetta, il phon. Il passaggio di corrente genera l effetto magnetico: pee esempio il flusso di elettroni fa deviare l ago della bussola. Se prendiamo un cilindro di ferro e gli avvolgiamo attorno un solenoide (filo conduttore a spirale) collegato ad un generatore, possiamo vedere che quando c è un passaggio di corrente, il blocco di ferro diventa una calamita e attira piccoli pezzi di metallo. Il blocco di ferro può essere quindi chiamato elettrocalamita. L effetto chimico della corrente si può dimostrare con un esempio: s prendiamo una bacinella con una soluzione di acqua e solfato di rame e ci immergiamo due elettrodi (uno positivo e uno negativo), collegati a un generatore di corrente, possiamo vedere che il solfato di rame si dissocia in ioni positivi di rame (Cu ++ ) e in ioni negativi di solfato (SO 4 -- ), quelli positivi saranno attratti dal polo negativo e quelli negativi dal polo positivo. Questo processo si chiama dissociazione elettrolitica