L’elettricità

Se strofiniamo un panno di lana contro un oggetto di plastica, ci accorgiamo che acquista la proprietà di attrarre o respingere degli oggetti. Da questo presupposto, possiamo dedurre che alcuni atomi in determinate condizioni, hanno la proprietà di perdere o acquistare elettroni, pertanto assumono un determinato stato elettrico.

Cariche positive o negative Un corpo è elettrizzato, quando possiede un eccesso di carica o o . positiva negativa

Cariche Positive Cariche negative Un corpo è carico positivamente, quando perde elettroni e quindi ha un numero di protoni superiore a essi. Esempio di atomo carico positivamente comprendente 3 elettroni e 4 protoni Cariche negative Un corpo è carico negativamente, quando acquista elettroni e quindi ha un numero di protoni inferiore a essi. Esempio di atomo carico negativamente comprendente 6 elettroni e 4 protoni

Isolanti e conduttori A seconda del materiale di cui sono costituiti e della velocità con cui l’elettricità li attraversa, i corpi si distinguono in: e . isolanti conduttori Un corpo si dice isolante quando le cariche elettriche lo attraversano con grande difficoltà, perchè in questi materiali gli elettroni sono fortemente legati al nucleo dell’atomo. Un corpo si dice conduttore,quando le cariche elettriche che lo attraversano si muovono con grande facilità, perché in questi materiali, gli elettroni sono legati debolmente al nucleo dell’atomo.

L’elettrizzazione dei corpi L’elettrizzazione dei corpi può essere compiuta mediante tre metodi differenti : per , per e per . strofinio contatto induzione

Corrente elettrica e differenza di potenziale Le cariche elettriche si possono pure muovere all’interno di un conduttore dando origine al fenomeno della . Per capire il passaggio delle cariche elettriche all’interno di un conduttore si può utilizzare il principio dei . 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. corrente elettrica vasi comunicanti

I vasi comunicanti Il principio dei vasi comunicanti 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. Esempio di vasi comunicanti dove l’acqua scorre dal recipiente A al recipiente B

Tensione Il dislivello elettrico che si forma tra i due poli è chiamato tensione, e si misura in . volt (V)

Polo positivo e polo negativo Il polo positivo è l’estremo del conduttore, verso il quale gli elettroni si avvicinano. Il polo negativo invece, è l’estremo del conduttore dal quale gli elettroni si allontanano. Esempio di come gli elettroni si muovono verso il polo positivo allontanandosi dal polo negativo

Volt Unità di misura della tensione ed è misurata da un apparecchio chiamato voltimetro. Che prende il nome dallo scienziato Alessandro Volta. L’immagine dimostra come gli elettroni si avvicinano al polo con più positività

Intensità di corrente Essa viene misurata con l’amperometro È la quantità di carica che in un certo intervallo di tempo attraversa la sezione di un conduttore. Essa viene misurata con l’amperometro e viene espressa in ampere (A), dal nome del fisico francese André-Marie Ampère. L’unità di misura della quantità di carica è il Coulomb (C), che rappresenta la carica elettrica che in un secondo attraversa un conduttore, la cui intensità di corrente è 1 A. In 1 C è stato calcolato esserci 1018 elettroni! ________________ Quantità di carica Intensità di corrente = tempo

Resistenza elettrica e le leggi di Ohm La resistenza che un corpo oppone al passaggio della corrente elettrica prende il nome di . Ohm riuscì a dimostrare sperimentalmente l’esistenza di una relazione tra l’intensità, la differenza di potenziale e la resistenza di un conduttore. Riuscì così a formulare due leggi che prendono il suo nome : la prima e la seconda legge di Ohm. resistenza elettrica

La resistenza elettrica La resistenza è una grandezza fisica e la sua unità di misura è l’Ohm (Ω), dal nome dello scienziato tedesco Georg Simon Ohm. Ogni elettrone viene rallentato dai protoni che incontra nel conduttore

La prima legge di Ohm La prima legge di Ohm dice che, in un filo conduttore, l’intensità di corrente (I) che lo attraversa è direttamente proporzionale alla differenza di potenziale (V) e inversamente proporzionale alla resistenza del conduttore (R). Differenza di potenziale Intensità di corrente= _____________________ Resistenza Esempio data una differenza di potenziale di 180 V, qual è la resistenza se l’intensità di corrente e pari a 60 A? Differenza di potenziale 180 V R = _____________________ = ________ = 30 Ω Intensità di corrente 60 A

La seconda legge di Ohm (no esame) La seconda legge di Ohm dice che la resistenza di un conduttore dipende dal materiale con cui esso è costituito, ed è direttamente proporzionale alla sua lunghezza e inversamente proporzionale alla sua sezione. Lunghezza Resistenza = Costante _____________ Sezione

I circuiti elettrici Per mantenere attivo il flusso di cariche all’interno di un conduttore, è necessario che i due estremi di un conduttore siano collegati tra loro in un circuito elettrico mediante un generatore di corrente elettrica. Esso perché funzioni, è necessario che sia chiuso, cioè non deve essere interrotto.

Come è formato un circuito elettrico Un circuito elettrico è formato da un conduttore, un generatore, un utilizzatore e un interruttore; disposti in sequenza. Esempi di: Circuito acceso (in alto) Circuito spento(in basso)

Esistono vari tipi di circuiti ma quelli più importanti sono i e . Circuiti in serie Circuiti in parallelo

Circuiti in serie Nei circuiti in serie gli utilizzatori sono collegati tra loro e disposti uno di seguito all’altro; per questo motivo il funzionamento di uno, dipende dal funzionamento degli altri. Esempio di circuito in serie. Ogni lampadina dipende da quella che la precede

Circuiti in parallelo Nei circuiti in parallelo gli utilizzatori sono collegati al generatore indipendentemente l’uno dall’altro. Il mancato funzionamento di uno non dipende dal mal funzionamento degli altri. Esempio di circuito in parallelo. Ogni lampadina non dipende dal funzionamento di un altra

LAVORO di una CORRENTE ELETTRICA.  Siano L  il lavoro elettrico (lavoro del campo elettrico, fornito dalla batteria), V  la tensione ai capi della resistenza R, I   l’intensità di corrente, t   la durata temporale considerata del flusso di corrente (intervallo di tempo), q   la carica trasportata durante il tempo t. Come nel paragone idraulico avviene per l'acqua, la caduta di una massa pesante da una certa altezza produce energia e lavoro; anche lo scorrere di una carica elettrica da un potenziale più alto a uno più basso produce energia. L'unità di misura dell'energia o lavoro elettrico è il joule (J). Il Joule è quell'energia sviluppata dalla corrente di 1 ampere sotto la tensione di 1 Volt in un secondo. L'energia, o lavoro elettrico L di una scarica elettrica o corrente, dipende dalla quantità di carica Q e dal potenziale (V) di cui essa é caduta: L = Q V Ricordando che Q = I t si determina la relazione: L = V I t la quale esprime il fatto che un determinato lavoro è stato compiuto in un determinato intervallo di tempo.   dove le ultime due eguaglianze sono ottenute applicando la legge di Ohm.

potenza P = L / t; Della Potenza P è il Watt: W  La quantità di lavoro eseguita nell’unità di tempo è la  potenza  P = L / t; quindi se era L = I t V, dividendo per t si ottiene:    Unità di misura del Lavoro L è il Joule: J Della Potenza P è il Watt: W

Trasformazioni di unità lavoro-energia e potenza                     

2,9 172 V

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