PRINCIPI DI ELETTRICITA’
L’energia elettrica è ottenuta dalla trasformazione di altre forme di energia (chimica,
idraulica, solare, nucleare..) per questo motivo viene definita un’energia secondaria.
Il consumo di energia elettrica in tutti i Paesi è in continuo aumento; questa crescita è
indice di progresso, ma anche di fonte di problemi. L’uso dell’energia elettrica non
inquina, inquinano i processi con cui essa viene prodotta da fonti primarie quali il carbone
e il petrolio.
Per tale motivo si stanno approfondendo le ricerche di fonti alternative, la salvaguardia
dell’ambiente ha priorità assoluta.
COS’E’ L’ELETTRICITA’?
Con questo termine s’intendono tutti quei fenomeni fisici nei quali intervengono cariche
elettriche, sia ferme che in movimento.
Le cariche elettriche sono una delle proprietà fondamentali delle particelle elementari
che compongono la materia.
LA STRUTTURA DELLA MATERIA
è formata da particelle piccolissime delle molecole, a loro volta formate da particelle
ancora più piccole, dette atomi.
Per poter spiegare questo vengono utilizzati dei modelli, secondo cui al centro dell’atomo
vi è un nucleo, formato da particelle di due diverse specie, chiamate protoni e neutroni.
Attorno al nucleo sono in movimento altre particelle, più leggere chiamate elettroni.
I neutroni non possiedono alcuna carica elettrica;
I protone possiede una proprie carica positiva;
Gli elettroni possiede carica negativa.
Un principio fondamentale dell’elettricità afferma che due corpi che possiedono carica
di tipo opposto si attraggono, mentre due corpi che possiedono cariche uguali si
respingono.
Attrazione e repulsione sono manifestazioni della forza elettromagnetica.
MATERIALI ISOLANTI E CONDUTTORI
In alcuni elementi gli atomi si possono perdere facilmente gli elettroni più esterni, che sono
liberi di muoversi all’interno del corpo metallico.
I materiali in cui può avvenire movimento di cariche si dicono conduttori, mentre gli altri
isolanti.
I migliori conduttori sono i metalli, mentre gli isolanti possono essere il vetro, plastica,
gomma, legno asciutto, carta secca.
I gas sono normalmente isolanti.
TENSIONE E CORRENTE ELETTRICA
Quando in un conduttore elettrico alle cui estremità vengono applicate due cariche
elettriche di segno opposto ( + = Positivo; - = Negativo ) si stabilisce in esso una corrente
elettrica.
In tali condizioni, il conduttore, si dice sottoposto ad una TENSIONE elettrica.
Per "cariche elettriche " si intende applicare alle due estremità del conduttore un
dispositivo capace di innescare la reazione necessaria degli elettroni contenuti in un
determinato conduttore facendoli spostare da un capo all'altro del conduttore stesso per
poi rientrare attraverso il dispositivo di eccitazione - ancora infinite volte fino a quando
non si toglie il contatto su uno dei capi del conduttore ( Spostamento di Elettroni = F l u s s
o = Corrente Elettrica ).
Questi dispositivi di eccitazione si chiamano GENERATORI di energia elettrica. Loro,
pertanto, forniscono una tensione elettrica. Attenzione! la tensione è sempre uguale fra i
due punti del conduttore a prescindere dal fatto che un capo sia il punto di partenza
(Della tensione) e l'altro quello di arrivo (Cioè, per esempio, la comunissima presa elettrica
che abbiamo in casa per connettere gli apparecchi o macchine utilizzatrici quali il ferro
da stiro, il televisore, ecc), quindi, ai due capi, avremo sempre la stessa tensione.
La corrente, invece, e cioè lo spostamento degli elettroni circola nel conduttore variando
continuamente la sua intensità in dipendenza di diversi fattori che si verificano lungo un
determinato percorso ( Natura e tipo del conduttore lunghezza del conduttore resistenze
varie al flusso macchine utilizzatrici lungo il percorso ). I fattori di resistenza o di perdita, se
non previsti e calcolati, producono calore lungo un conduttore influendo anche in misura
minore sulla tensione.
La tensione e la corrente è data dalla potenza di un generatore. La potenza si basa sul
LAVORO che esso è in grado di compiere per spostare la carica di un COULOMB.
La tensione si misura in Volt e, pertanto, un generatore fornisce la tensione di 1 Volt
quando per spostare UN COULOMB DI CARICA compie il lavoro di 1 JOULE.
COULOMB:
E' la quantità di Corrente trasportata in 1 Secondo.
1C = 1 Ampere x 1 Secondo
TENSIONE CONTINUA E ALTERNATA
Un dispositivo capace di generare una differenza di potenziale tra i suoi due terminali,
prende il nome di generatore di tensione. Esistono due tipi di tensione che dobbiamo
prendere in considerazione:
TENSIONE CONTINUA
TENSIONE ALTERNATA
La tensione continua ha un andamento costante e la si incontra, ad esempio, nella
batteria dell'auto o in qualunque pila.
Si ha, pertanto, un terminale positivo (quello a potenziale maggiore) e un terminale
negativo (quello
a
potenziale
minore).
La tensione alternata, come quella a 230 volt presente nelle nostre abitazioni, si inverte
continuamente, per cui non è possibile contrassegnare i terminali come positivo e
negativo.
L’ALTERNATORE E LA DINAMO
L’alternatore e la dinamo sono due macchine elettriche rotanti, che trasformano
l’energia meccanica fornita da una macchina motrice, ad esempio una turbina ad
acqua o a vapore.
Per la loro diversa costituzione, l’alternatore genera tensione e corrente alternata, mentre
la diamo genere tensione e corrente continua.
PRIMA LEGGE DI OHM
In un filo conduttore l'intensità di corrente ( I ) è direttamente proporzionale al voltaggio (
V ) ed inversamente proporzionale alla resistenza ( R ).
Con parole più semplici possiamo dire che, in un circuito:
la corrente aumenta all'aumentare della tensione della pila o al diminuire della
resistenza del circuito stesso.
la corrente diminuisce se diminuisce la tensione della pila o aumenta la resistenza
del circuito.
Questi concetti sono riassunti nella prima legge di Ohm, che ha la seguente formula:
I=V/R
Dalla formula I= V / R si possono ricavare le formule inverse che, in un circuito, ci
permettono di calcolare il voltaggio (conoscendo l'intensità e la resistenza ) o la resistenza
(conoscendo il voltaggio e l'intensità ):
V= I * R
R= V / I
