INDICE Elettrizzazione Carica elettrica e stato e elettrico Natura dell’elettricità Conduttori e isolanti La corrente elettrica Le grandezze elettriche Correnti Volt Le leggi di Ohm Gli effetti della corrente elettrica Il magnetismo Il campo magnetico I fenomeni elettromagnetici La corrente elettrica produce magnetismo e VICEVERSA I circuiti elettrici

La parola elettricità deriva da elektron, termine che gli antichi greci chiamavano una resina naturale,l’ambra,dalla quale se strofinata con un panno,attirava a sé corpi leggeri:piume,foglie …

L’ambra,il vetro o la plastica,acquistano la capacità di esercitare una forza attrattiva;diciamo infatti che si sono elettrizzati ovvero che hanno acquistato una carica elettrica. Diciamo che per “strofinio” i corpi acquisiscono una proprietà, detta stato elettrico,per cui acquistano una forza repulsiva o attrattiva dovuta alla formazione di cariche elettriche

Allo stato naturale per esempio una bacchetta di vetro prima di essere strofinata,un corpo non presenta fenomeni elettrici,perché complessivamente tutti i suoi atomi,elettricamente neutri,determinano uno stato elettrico neutro. I corpi in cui gli atomi perdono elettroni e quindi risultano elettricamente positivi(hanno più protoni)si trovano in uno stato elettrico positivo,ovvero hanno carica elettrica positiva.

I corpi nei quali gli atomi acquistano elettroni e quindi risultano elettricamente negativi(hanno più elettroni)si trovano in uno stato elettrico negativo ,ovvero hanno carica elettrica negativa.

STATO ELETTRICO

L’elettricità è una proprietà della materia ed è propria di

due particelle che costituiscono l’atomo:i protoni e gli

elettroni. L’elettricità quindi non si crea né si distrugge

ma può essere solo trasferita mediante uno spostamento

di elettroni,per esempio cariche elettriche dello stesso

segno si respingono(-e-)invece quelle di diverso segno si

si attraggono(+e-).Un corpo lo si può elettrizzare,se si altera l’equilibrio protoni-elettroni dei suoi atomi e questo può avvenire con:1)elettrizzazione per strofinio

2) Elettrizzazione per contatto e 3) elettrizzazione per induzione (vedere libro)

L’elettrizzazione dei corpiElettrizzare un corpo significa alterare l’equilibrio protoni- elettroni dei suoi atomi. Il metodo più semplice è quello che abbiamo esaminato, l’elettrizzazione per strofinìo.L’elettrizzazione per contatto si realizza mettendo a contatto un corpo elettricamente carico(+ o -) con uno neutro da elettrizzare e tale elettrizzazione del corpo sarà permanente.L’elettrizzazione per induzione si realizza avvicinando un corpo carico a uno neutro e taleelettrizzazione sarà temporanea finchè è vicinoal corpo..

Gli isolanti sono la gomma il legno e il rame,perché si elettrizzano e conservano le cariche nel punto in cui sono state prodotte, infatti al loro interno queste non hanno la possibilità di muoversi. I conduttori sono i metalli(il carbone,la grafite,acqua,il nostro corpo,la terra)perché non si elettrizzano,ma disperdono immediatamente le cariche che al loro interno si spostano facilmente da un punto all’ altro.

Cariche elettriche in movimento, cioè un flusso continuo di elettroni che si muove attraverso un conduttore, prendono il nome di “ Corrente Elettrica.”Gli elettroni si muovono ordinatamente

dal polo negativo al polo positivo,creando quel flusso che è la corrente elettrica che , per convenzione va dal polo positivo al polo negativo

Un circuito elettrico è formato da:

un generatore di corrente(pila),un conduttore(filo di

rame ), un utilizzatore (lampadina) e l’interruttore

che permette in qualsiasi momento di interrompere o meno il flusso di corrente.

I circuiti elettrici Abbiamo visto che i circuiti elettrici sono

composti da un generatore di corrente,un conduttore ,l’ interruttore e un utilizzatore. In un circuito ci possono essere più utilizzatori che possono essere disposti in in serie serie o in parallelo:in parallelo:

Un circuito è detto in serie quando gli utilizzatori sono disposti uno di seguito all’altro e perciò ricevono l’elettricità in tempi successivi. Il difetto di questo tipo di circuito è che funziona per forza con tutti gli utilizzatori, se infatti uno di essi è danneggiato,il circuito è non funziona.

Si dice circuito parallelo invece quando tutti gli utilizzatori sono collegati a due punti. Al contrario del circuito in serie, gli utilizzatori di quello parallelo sono tutti indipendente e il danneggiamento di uno non comprometta il mal funzionamento degli altri.

Le grandezze elettriche

Le grandezze elettriche sono : la quantità di corrente che circola, il potenziale del generatore e la resistenza del conduttore

Correnti… La corrente elettrica

che circola in un circuito è determinata dal numero di elettroni che circolano in un circuito.

L’intensità della corrente (simbolo i) è la quantità di cariche elettriche che in un secondo attraversa la sezione di un conduttore e quindi di un un circuito.

L’unità di misura dell’intensità è l’ampere (A) si dice che una corrente ha l’intensità di un A quando attraversa un circuito in un secondo passa un coulomb

Il coulomb (C) è l’unità di misura della corrente elettrica; misura tutti gli elettroni che passano attraverso il conduttore. 1 C è formato da 6,25 x 10 alla 18^

Volt… Il volt è l'unità di misura derivata SI del

potenziale elettrico e della differenza di potenziale(d.d.p.) . Ha questo nome in onore di Alessandro Volta, che nel 1800 inventò la pila voltaica, la prima batteria chimica.

Il “potenziale elettrico” è il livello elettrico di un corpo.Il dislivello elettrico fra due corpi,

ovvero la differenza di livello elettrico, prende il nome di differenza di potenziale o tensione (d.d.p.) che è il lavoro che la corrente elettrica compie per trasportare una unità di carica elettrica.

La Resistenza:In un circuito la corrente elettrica p percorre il conduttore con un’intensità che dipende anche dalla facilità o meno con cui il conduttore stesso si lascia attraversare.Questa facilità o meno di lasciarsi attraversare dalla corrente,detta Resistenza elettrica(R) è caratteristica di ogni conduttore.La R di un conduttore esprime la tendenza del conduttore stesso a ostacolare la corrente elettrica. L’unità di misura è l’ohm (Ω)

Le leggi di Ohm

1 legge di Ohm esprime una relazione tra la differenza di potenziale V (tensione elettrica) ai capi di un conduttore e la corrente elettrica I che lo attraversa. R è la resistenza del conduttore e I è intensità di corrente: V=R x I I= V/R ; R= V/I; dove la I è direttamente proporzionale alla d.d.p. e

inversamente proporzionale alla R

2 Legge di Ohm afferma che la resistenza di un conduttore dipende dal materiale di cui è fatto ed è direttamente prop. alla sua lunghezza e invers. prop.alla sua sezione: R= α .ℓ\s

Gli effetti della corrente elettrica Effetto termico

Una lampadina per esempio appena si accende si riscalda

Effetto Chimico

L’effetto del sale nell’acqua e capace di dissolvere i suoi elementi chimici

Il magnetismo

Osservando quest’ultimo punto, possiamo dedurre che una calamita,anche se esercita la sua proprietà solo sui poli, è magnetica in tutte le sue parti. Secondo la scienza infatti, una calamita è composta da infiniti magneti ,detti magnetini elementarimagnetini elementari, allineati ordinatamente.

All’interno della calamita però gli effetti delle coppie polo nord e polo sud si annullano a vicenda, solo alle estremità dunque rimangono affacciatiaffacciati lasciando la zona centrale bilanciatabilanciata.

Tutti i corpi sono formati da magnetini elementari, i quali però a differenza delle calamite sono disposti disordinatamente annullando così la loro proprietà magnetica. Alcuni oggetti però, come il ferro il cobalto l’acciaio ecc. hanno una proprietà particolare: se vengono avvicinati o messi in contatto con un magnete,i loro magnetini elementari si mettono tutti in ordine e orientati verso un verso

Se in conseguenza a questa esposizione alla calamita la sostanza acquista capacità magnetiche, viene chiamato magnetemagnete o calamita calamita artificialeartificiale. Possiamo dividere le calamite artificiali in due gruppi:

Calamite artificiali permanentiCalamite artificiali permanenti: come l’acciaio che mantengono nel tempo la loro capacità magnetica; Calamite artificiali temporaneeCalamite artificiali temporanee: come il ferro, che perdono la loro capacità in tempi più o meno brevi. L’uomo era a conoscenza di questo fenomeno fin dall’antichità.Conosceva un minerale la magnetite (ossido di ferro), che ha questa

proprietà: è infatti un magnete naturale. Due calamite, avvicinate in modo che si incontrano i due poli opposti, si attraggono e di conseguenza poli uguali si respingono. Se spezziamo una calamita in due parti, vedremo che ciascuna parte ha ancora i due poli, e questo anche continuando a spezzettare

le parti ottenute, in definitiva otteniamo altre calamite.

Il campo magnetico

lo spazio in cui la calamita esercita il suo magnetismo viene chiamato campo campo magneticomagnetico, anche se vi sono sostanze interposte come l’acqua l’aria o il vetro. Possiamo vedere il campo magnetico attraverso la disposizione che assume la limatura di ferro lasciata cadere su una calamita.

In un campo magnetico la forza magnetica agisce secondo linee ben precise, dette linee magnetiche o linee di forza

La magnetizzazione IL processo di magnetizzazione ( mediante il quale un corpo

diventa magnete artificiale) può avvenire in tre modi: per strofinìo, per contatto, per induzione.

1) strofinando sempre nello stesso verso il polo di un magnete sul corpo da magnetizzare se ne ottiene la magnetizzazione per strofinìo

2) Mettendo a contatto il corpo da magnetizzare con un magnete se ne ottiene la magnetizzazione per contatto.

B 3) Avvicinando il corpo da magnetizzare a un magnete , senza che vi sia contatto, se ne ottiene la magnetizzazione per induzione.

I fenomeni elettromagnetici

L’elettricità e il magnetismo sono due fenomeni strettamente collegati fra loro, infatti due scienziati, Christian Oersted Christian Oersted e Michael Faraday Michael Faraday scoprirono rispettivamente come dall’elettricità si possono creare campi magnetici e come dai magneti si possa creare l’elettricità.

La corrente elettrica produce magnetismo Nel 1820 il fisico danese

Christian Oersted scoprì che, ogni volta che in un filo conduttore passava della corrente, l’ago di una bussola posto nelle vicinanze devia: questo avviene perché la presenza di corrente elettrica crea un campo magnetico in grado di cambiare la direzione dell’ago che indica nord e sud.

Il comportamento del solenoide, e quindi l’effetto effetto elettromagnetico elettromagnetico che a sua volta è il fenomeno che permette di trasformare una sbarretta di ferro in metallo, viene utilizzato per la costruzione delle elettrocalamiteelettrocalamite , molto usate nell’industria per il trasporto di materiali ferrosi e nella costruzione di vari apparecchi quali il campanello (es.)

Il magnetismo produce corrente elettrica Una decina di anni dopo la scoperta

di Oersted, il fisico inglese Michael Faraday scoprì il fenomeno inverso: se infatti in mezzo a un solenoide si fa scorrere una calamita, si origina corrente elettrica.

La corrente elettrica prodotta dalla calamita si chiama corrente indotta corrente indotta e il fenomeno viene definito induzione induzione elettromagneticaelettromagnetica, da cui viene creata la carica indotta che non circola sempre nello stesso verso e ha un’intensita che varia in base alla velocità con cui si muove la calamita (es.: la dinamo della bicicletta).

La differenza tra una correntecorrente generata da una batteria detta continuacontinua e una corrente indotta si chiama corrente alternatacorrente alternata ed è quella che utilizziamo nelle nostre case. Il fenomeno dell’induzione elettromagnetica viene sfruttato per la costruzione di alternatori, motori elettrici e di generatori di corrente.

FINE