L’elettricità

Col termine elettricità  si fa riferimento genericamente a tutti i fenomeni fisici  che coinvolgono una delle interazioni fondamentali, la forza elettromagnetica, con particolare riferimento all'elettrostatica. A livello microscopico tali fenomeni sono riconducibili all'interazione tra particelle cariche su scala molecolare: i protoni nel nucleo di atomi , e gli elettroni. I tipici effetti macroscopici di tali interazioni sono le correnti elettriche e l'attrazione o repulsione di corpi elettricamente carichi.

L'elettricità è responsabile di ben noti fenomeni fisici come il fulmine o l'elettrizzazione,

Un isolante elettrico  è un materiale che viene polarizzato da un campo elettrico.

Si tratta di materiali che possiedono una banda energetica proibita molto ampia, ed il campo non fornisce sufficiente energia per consentire agli elettroni di raggiungere la banda di conduzione: essa rimane quindi vuota, e la conduzione risulta impossibile. Tuttavia si verifica che il campo elettrico genera lo spostamento delle cariche (elettroni e nuclei) dalla loro posizione di equilibrio, formando piccoli dipoli microscopici che generano un campo aggiuntivo all'interno del mezzo.

Gli isolanti

Un conduttore elettrico è un materiale in grado di far scorrere al suo interno la corrente elettrica con facilità.

I materiali conduttori sono caratterizzati dalla presenza di elettroni liberi nella banda di valenza degli atomi del reticolo cristallino (conduttori di prima specie) o contengono specie ioniche che si fanno carico di trasportare la corrente elettrica.

La conducibilità elettrica di un conduttore di prima specie può essere interpretata mediante il modello delle bande.

conduttori

La pila di Volta è costituita fondamentalmente da una colonna di più elementi simili sovrapposti, cosiddetti elementi voltaici, ciascuno dei quali consiste in un disco di zinco sovrapposto ad uno di rame, uniti attraverso uno strato intermedio di feltro o cartone imbevuto in acqua salata o acidulata. Al posto del rame è possibile impiegare anche l'argento; al posto dello zinco si può usare anche lo stagno.

Collegando gli estremi superiore ed inferiore della pila per mezzo di un conduttore elettrico si produce un circuito nel quale passa corrente continua.

Per avere un flusso di cariche elettriche occorre mantenere una differenza di potenziale tra i due poli: a questo scopo si usano i generatori di corrente elettrica. Il primo generatore di elettricità della storia è appunto la pila.

La pila di Volta

Il circuito elettrico è un fenomeno in cui hanno sede fenomeni di natura elettromagnetica.

Per estensione vengono definiti circuiti elettrici anche i modelli matematici di tali entità. È comunque uso comune in ambito scientifico indicare con circuito elettrico solamente i circuiti (e i relativi modelli matematici) che soddisfano con buona approssimazione il modello a parametri concentrati, dove sia cioè possibile assumere che tutti i fenomeni avvengono esclusivamente all'interno dei componenti fisici e delle interconnessioni tra questi (escludendo quindi, per esempio, gli apparati contenenti antenne, appartenenti alla classe detta a parametri distribuiti).

I modelli matematici dei circuiti elettrici sono l'ambito di studio della teoria dei circuiti (una delle discipline della ingegneria elettrica); i corrispondenti modelli matematici dei componenti fisici sono chiamati componenti elettrici.

In ambito non tecnico si usa talvolta chiamare circuito elettrico solo i circuiti.

Il circuito elettrico