Elettricità statica

ELETTRICITÀ STATICA
2500 anni fa – Grecia
L’ambra (in greco elektron) se strofinata rivela la capacità di attrarre piccoli oggetti
leggeri
Metà 1700 – Europa ed America
Si riscoprono le proprietà dei materiali come il vetro e la gomma, l’ambra e la
plastica che se strofinati hanno la capacità di attrarre piccoli
pezzetti di carta, foglie, peli. In particolare:
2 bacchette di vetro strofinate, se le avvicino si respingono (si parla
di elettricità vetrosa)
2 bacchette di gomma (plastica) strofinate, se le avvicino si
respingono (si parla di elettricità resinosa)
1 bacchetta di vetro e 1 di plastica strofinate, se avvicinate si
attraggono
Quindi: cariche uguali si respingono, cariche opposte si
attraggono
Benjamin Frankin: è il primo a parlare di cariche positive (per l’elettricità vetrosa) e negative (per
l’elettricità resinosa); inventa il parafulmine, un oggetto metallico appuntito ancorato al terreno:
poiché proprio sulle punte si concentrano di più le cariche positive, attraggono facilmente le
cariche negative presenti alla base delle nuvole, evitando che i fulmini cadano su manufatti o
persone. Per questo si dice che durante un temporale è meglio non sostare sotto alberi come i pini
e gli abeti, e che il puntale dell’ombrello non deve essere di metallo.
Bacio di Venere: fenomeno da baraccone nel quale una donna era sospesa tramite funi e caricata
elettrostaticamente da una ruota che strisciava sulla sua scarpa; chi si avvicinava per baciarla riceveva una
scossa.
Elettrizzazione per strofinio: capacità di un materiale di strappare o depositare cariche
elettriche su un materiale non metallico
Elettrizzazione per contatto: un corpo carico trasferisce le sue cariche toccando un
altro corpo
Elettrizzazione per induzione: un corpo carico (palloncino) viene avvicinato a uno
neutro (aeroplanino). Sul corpo neutro le cariche dello stesso tipo di quelle del corpo
carico vengono allontanate, mentre rimangono vicine le cariche opposte e i due corpi si
attraggono.
Fulmine: le gocce d’acqua in movimento nelle nuvole si strofinano e si
caricano negativamente e si concentrano sulla base delle nuvole; la terra,
inizialmente neutra, assume carica positiva per induzione (le cariche
negative vengono allontanate). Quando ce n’è a sufficienza scocca la
scintilla del fulmine.
Elettroscopio: strumento in grado di
rivelare se un corpo è carico o meno.
Un corpo carico viene avvicinato alla pallina sopra il coperchio; questa
per induzione si carica e trasferisce le cariche attraverso il filo metallico
alle altre due che, avendo la stessa carica, si allontanano.
Corpi elettrici: corpi che, nel XVIII secolo, si credeva possedessero un certo fluido elettrico, a differenza dei
corpi non elettrici che non possedevano questo fluido.
Luigi Galvani: medico, effettua esperimenti sulle rane. Tocca le zampe di rane
con punte metalliche e vede che le zampe si muovono. Si convince che anche
negli animali esiste il fluido elettrico che può essere attivato dalle punte.
Alessandro Volta – 1800. Ripete gli esperimenti di Galvani e capisce che sono le punte di metalli diversi che
generano una differenza di carica che riesce ad usare i nervi come canali preferenziali dove far scorrere le
cariche elettriche. Su queste basi costruisce il primo generatore elettrico, la famosa Pila di Volta. È costituita
da una serie di dischetti di rame (Cu) e zinco (Zn) intervallati da dischetti imbevuti di acido solforico
(H2SO4). Si genera una differenza di carica tra il polo superiore (positivo) e quello inferiore (negativo) e i
dischetti con l’acido fanno in modo che le cariche continuino a scorrere nel filo conduttore che collega i due
poli: questo si chiama effetto Volta, ed è la base per la
produzione di correnti elettriche utilizzabili per tutti i nostri
dispositivi.
Conduttori: rame, argento, oro, alluminio, palladio,
platino, acqua ricca di sali minerali
Isolanti: legno, carta, plastica, resina, cemento, mattoni,
acqua distillata, gomma
Volt (V): unità di misura della differenza di potenziale (o
tensione) tra i poli di una pila (o di qualsiasi generatore
elettrico). Si realizza una situazione analoga ad una massa
d’acqua posta ad una certa altezza: essa assume una certa
quantità di energia potenziale che se lasciata libera (scivola
verso il basso con una certa corrente) può far ruotare le
turbine. Allo stesso modo la pila genera una “differenza di
quota” tra i due poli in modo che si possa liberare la
corrente elettrica e far funzionare qualsiasi circuito.
In casa si usa una corrente attivata da una tensione di 220
V, nei cantieri si usa la tensione di 380 V; la scossa che si
avverte quando tocchiamo un’auto in una giornata di vento può essere dell’ordine di 20000 V, il fulmine è
dell’ordine dei milioni di Volt.
Quando l’acqua è un conduttore? Quando al suo interno ci sono dei Sali, che sono composti ionici, cioè in
acqua si dividono in due ioni, uno con carica positiva e l’altro con carica negativa (ad es. il sale da cucina
NaCl si trasforma in Na+ e Cl-): se attivate queste cariche sono messe in moto e permettono il trasporto della
corrente elettrica.