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Introduzione all’elettricità
Le prime osservazioni sui fenomeni elettrici risalgono al VI secolo a.C. quando il filosofo greco Talete di Mileto osservò che l’ambra, dopo essere stata strofinata con un panno di lana, era in grado di attirare a sé piccoli corpi.
Il termine elettricità deriva proprio da elektron che in greco significa “ambra”.
L’energia elettrica che utilizziamo è ottenuta dalla trasformazione di altre forme di energia (chimica, idraulica, solare, eolica, nucleare...): per questo la definiamo un’energia secondaria.
Le caratteristiche dell’energia elettrica possono essere così riassunte:
è comoda da usare: basta premere un interruttore ed è subito disponibile;
è un’energia pulita perché non produce polveri o residui nel luogo di consumo;
può essere trasportata a grande distanza dal luogo di produzione;
può essere facilmente ritrasformata in energia meccanica o termica;
è però difficile da immagazzinare: i dispositivi che lo fanno (gli accumulatori elettrici) sono costosi.
Che cos’è l’elettricità?
L’elettricità è l’insieme dei fenomeni originati dall’esistenza di cariche elettriche. La materia è costituita da particelle piccolissime, chiamate atomi e per poter comprendere i fenomeni elettrici dobbiamo conoscere la struttura dell’atomo.
Al centro dell’atomo c’è un nucleo formato da protoni e neutroni, attorno al nucleo ci sono delle particelle in movimento, gli elettroni.
I neutroni non possiedono alcuna carica elettrica, i protoni possiedono una carica elettrica positiva e infine gli elettroni possiedono una carica elettrica negativa.
All’inizio del 1900 l’atomo veniva rappresentato come un piccolo Sistema Solare dove il Sole è il nucleo e i pianeti sono gli elettroni che ruotano intorno al nucleo su precise orbite.
Caratteristiche dell'atomo
L’atomo possiede un numero di carica positive e negative uguali quindi è elettricamente neutro: la perdita o l’acquisto di elettroni da parte degli atomi che costituiscono i corpi è all’origine dei fenomeni elettrici.
Si chiama “forza elettrica” l’attrazione o la repulsione che si esercita tra due cariche elettriche: in particolare cariche elettriche uguali si respingono, cariche opposte si attraggono.
Alcune sostanze come la plastica possono elettrizzarsi per strofinio: strofinando una cannuccia di plastica con un panno di lana avviene un trasferimento di elettroni dalla lana alla plastica, perciò la cannuccia risulta elettrizzata negativamente e la lana positivamente.
Puoi sperimentare le cariche positive e negative con il simulatore che trovi in basso:
Materiali conduttori e isolanti
In alcuni materiali, soprattutto nei metalli, gli atomi possono perdere con molta facilità i loro elettroni che sono quindi liberi di muoversi all’interno del corpo. Questi materiali sono detti conduttori.
Tra i materiali conduttori troviamo i metalli, tra i quali il rame e l’alluminio sono quelli più usati per realizzare i cavi elettrici proprio grazie a questa loro proprietà di condurre elettricità.
Tutti gli altri materiali, dove non avviene la perdita di elettroni, sono detti isolanti. I materiali isolanti più comuni sono il vetro, la plastica, la gomma, il cotone, il legno e la carta.
Non è un caso che tutti i cavi elettrici siano rivestiti con una guaina di plastica o di gomma!
APP Web per aiutarti nello studio
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Trovi le indicazioni di come si usano queste Web APP a questo link.
Tratto da:
G.Arduino, Hypertech, Lattes, 2020
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