pptx - Atuttascuola

Tutti noi siamo abituati a vivere in un
modo in cui l’energia elettrica ha un
ruolo fondamentale perché fa
funzionare la maggior parte degli
apparecchi di cui siamo circondati.
 Se è un energia essa è in grado di
compiere un lavoro.
 Questo lavoro è compiuto grazie al
movimento di particelle che noi
chiamiamo cariche elettriche.

Come sappiamo dallo studio degli atomi
in natura esistono cariche elettriche
positive e negative.
 Le cariche elettriche positive sono
rappresentate dai protoni.
 Le cariche elettriche negative sono
rappresentate dagli elettroni
 Il fatto che l’atomo si presenti
elettricamente neutro è dato
dall’uguaglianza delle cariche positive e
negative.

L’origine della parola elettricità deriva
dal greco élecktron che significa ambra
 Già i greci si erano accorti che l’ambra
strofinata era in grado di attrarre piccoli
oggetti
 Tutto questo senza sapere come era
fatto un atomo, anzi, la filosofia
dominante (aristotelica) ne negava
l’esistenza

Il fenomeno conosciuto ai greci prende
oggi il nome di elettrizzazione per
strofinio.
 Tutti voi sapete che strofinando una
penna questa è in grado di attrarre pezzi
di carta.
 Durante lo strofinio il corpo che viene
strofinato acquista delle cariche
 Ma queste cariche cono sempre le
stesse?

Semplici esperimenti permisero di
determinare che gli oggetti potevano
avere cariche elettriche differenti
 Se strofiniamo due bacchetta di vetro e
le avviciniamo queste si respingono
 Se strofiniamo due bacchette una di
vetro e una di ebanite (un materiale
plastico) queste si attraggono

Risulta evidente che i corpi si caricano in
maniera diversa
 Due bacchette di vetro, essendo
composte dello stesso materiale, ci
caricheranno nello stesso modo
 Perciò possiamo concludere che corpi
aventi la stessa carica si respingono

Due materiali diversi possono caricarsi in
maniera diversa.
 Se vetro ed ebanite si attraggono
debbono avere una carica opposta per
comportarsi in una maniera diversa da
quella di due bacchette di vetro
 Perciò possiamo concludere che corpi
aventi carica opposta si attraggono

Il principio di conservazione della carica
elettrica dice che le cariche non
possono ne crearsi ne distruggersi.
 Durante lo strofinio il corpo che cede
elettroni si carica positivamente e quello
che li riceve si carica negativamente,
ma la somma delle cariche presenti sui
due corpi rimane uguale a quella che
c'era prima di strofinarli.

Lo strofinio coinvolge la superficie degli
atomi e non i nuclei dove si trovano le
cariche positive
 Perciò possiamo dire che l’elettricità è
una variazione dell’equilibrio elettrico di
un corpo causata dal passaggio degli
elettroni da un corpo ad un altro.

Materiali come il vetro se strofinati con
un panno tendono a cedere elettroni
perciò si caricano positivamente
 Materiali come l’ebanite se strofinati
tendono ad acquistare elettroni e si
caricano negativamente

Abbiamo visto cariche che si generano
e rimangono ferme.
 Si definiscono cariche elettrostatiche
cariche che una volta che si sono
generate rimangono stazionarie nel
tempo
 L’elettrostatica è la scienza che studia
questo tipo di cariche

Finora abbiamo visto cariche che si sono
generate in corpi isolanti
 Si definiscono isolanti quei corpi in cui le
cariche generate rimangono
intrappolate nel luogo in cui si sono
formate
 Si definiscono conduttori elettrici quei
corpi, come i metalli, in cui le cariche si
spostano liberamente e si distribuiscono
alla superficie del conduttore

Gli isolanti sono utili ogni volta che ci
dobbiamo proteggere dall’elettricità per
questo abbiamo che le forbici
dell’elettricista hanno i manici rivestiti in
plastica e lo stesso avviene per i fili elettrici,
gli interruttori sono in plastica e i tavoli da
stiro in legno
 Nel nostro corpo scorrono moltissimi fluidi
ricchi di sali perciò siamo noi stessi dei
conduttori, se stiamo lavorando in situazioni
in cui c’è elettricità è bene indossare
scarpe con suola in plastica che ci isolano
dal terreno

Esistono tre tipi di elettrizzazione
1. Elettrizzazione per strofinio
2. Elettrizzazione per contatto
3. Elettrizzazione per induzione
 La prima l’abbiamo vista, vediamo le
altre due

Prendiamo un corpo carico e
avviciniamolo ad un altro elettricamente
neutro fino a farli toccare
 Noteremo che una parte delle cariche
elettriche passa dal corpo carico al
corpo neutro che si caricherà
 Si definisce elettrizzazione per contatto
l’elettrizzazione che avviene quando un
corpo neutro viene toccato da un corpo
carico

Abbiamo visto che cariche di segno
opposto si attraggono
 Avviciniamo una bacchetta di vetro
carica positivamente a due conduttori
isolati da terra
 Le cariche positive del vetro attraggo le
cariche negative del conduttore più
vicino che si carica negativamente
mentre l’altro si carica positivamente

Nel complesso i due corpi hanno ancora
una carica elettrica complessiva neutra
ma di fatto le cariche elettriche risultano
separate
 Se separo i due conduttori quando la
bacchetta carica è ancora vicina avrò
ancora un conduttore carico
positivamente e uno carico
negativamente
 Se levo la bacchetta i due conduttori
rimarranno elettricamente carichi con
cariche elettriche opposte

L'elettroscopio è uno strumento che
permette di riconoscere se un corpo è
carico elettricamente
 Esso è costituito da un pomello metallico
collegato, tramite un'asta metallica, a due
sottili lamine metalliche chiamate
"foglioline". Queste ultime sono racchiuse in
un recipiente di vetro per evitare il disturbo
da parte di correnti d'aria.
 Toccando il pomello metallico con un
corpo caricato elettricamente si vedranno
le due lamine divergere.

I fenomeni visti fin qui appartengono
sono detti fenomeni elettrostatici cioè
fenomeni in cui le cariche elettriche
sono stazionarie nel tempo
 Moltissimi fenomeni sono invece legati
alle cariche elettriche in moto primo fra
tutti quello della corrente elettrica

Noi abbiamo già visto che è possibile
caricare positivamente o negativamente
un conduttore.
 Supponiamo di prendere due conduttori
uno caricato positivamente e uno
negativamente con un filo elettrico.
 Si assiste immediatamente al passaggio di
elettroni dal conduttore caricato
negativamente verso quello caricato
positivamente
 Questo flusso prende il nome di corrente
elettrica

Anche se nei conduttori sono gli elettroni
a muoversi in realtà non c’è niente che
impedisce alle cariche positive di
muoversi come avviene nelle soluzioni
 Siccome uno dei primi a fare esperimenti
con la corrente elettrica è stato Benjamin
Franklin che pensava che a muoversi
fossero le cariche positive è stato deciso
di considerare ilwikipedia
verso della corrente
elettrica il moto delle cariche positive

Diremo che il conduttore caricato
positivamente ha in potenziale elettrico
maggiore di quello caricato
negativamente
 Per spiegare questa situazione possiamo
ricorrere a due vasi comunicanti
collegati da un tubo
 Se in uno dei due vasi il livello è più alto si
assiste al passaggio dell’acqua dal
serbatoio più pieno a quello più vuoto

Allo stesso modo la corrente fluisce dal
conduttore che ha il potenziale più alto
verso quello che ha il potenziale più
basso.
 Il dislivello elettrico prende il nome di
differenza di potenziale elettrico o
tensione
 Maggiore è la differenza di tensione fra
due conduttori carichi e più sarà intenso
il flusso della corrente elettrica

Un generatore elettrico è un dispositivo
destinato a produrre energia elettrica a
partire da una diversa forma di energia.
 Il loro scopo è quello di mantenere
costante la differenza di potenziale
esistente agli estremi di un filo
conduttore in modo da mantenere
costante il flusso di corrente elettrica

Schema della pila di
Volta:
 1.
LaLapila
è ilcostituita
piladidiVolta
volta fu
primo
generatore di
fondamentalmente
da una colonna di più
corrente
elementicostruito
siili sovrapposti ciascuno dei quali
dall’uomo
consiste in un disco di zinco sovrapposto ad
un elemento della pila;
uno
di
rame,
uniti
attraverso
uno
strato
2. strato di rame;
intermedio
di feltro o cartone imbevuto
3.
contatto negativo;
in contatto
acqua salata
4.
positivo;o acidulata. (wikipedia)
5. feltro o cartone
imbevuto in soluzione
acquosa;
6. strato di zinco.
Collegando gli estremi superiore ed
inferiore della pila per mezzo di
un conduttore elettrico si produce un
circuito nel quale passa corrente continua.
 L'invenzione venne annunciata in una
lettera rivolta a Joseph Banks, presidente
della Royal ociety di Londra, datata 20
marzo 1800, in cui lo stesso Volta ne dà
anche la prima descrizione
 L’esperimento venne ripetuto nel 1801di
fronte a Napoleone Bonaparte, che in tale
occasione lo insignì di una medaglia d'oro
e lo propose per un cospicuo premio in
denaro. (Wikipedia)

Si definisce circuito elettrico un percorso
chiuso in cui circola corrente elettrica
alimentata da un generatore di
corrente.
 Il più semplice circuito elettrico è
costituito da un generatore di corrente
(pila) un filo metallico (conduttore) un
interruttore e un utilizzatore (lampadina).
 Chiudendo l’interruttore all’interno del
circuito passa corrente elettrica e la
lampadina si accende.

Un circuito elettrico può essere
attraversato da poche cariche elettriche
o da molte cariche elettriche.
 Occorre caratterizzare questa nuova
situazione introducendo un nuovo
concetto, dandone un nome, una
definizione e trattandosi di una
grandezza anche l’unità di misura

Si definisce intensità di corrente elettrica
(i) la quantità di carica (q) che
attraversa la sezione di un conduttore
nell’unità di tempo (t).
 Pertanto in formule avremmo che
 L’unità di misura è l’ampere A


La definizione precedente non è
assolutamente rigoroso perché la
definizione di Coulomb deriva da quella
di Ampere e non viceversa però,
siccome la definizione rigorosa di
Ampere esula dai programmi di scuola
media si è preferito ricorrere
all’escamotage precedente piuttosto
che non dare alcuna definizione. Per chi
ha curiosità qui la definizione.
Col termine carica intendiamo il numero
di cariche elettriche che attraversano la
sezione di un conduttore in un certo
tempo
 La formula che riassume questo
concetto deriva direttamente dalla 9.1

L’unità di misura della carica è il
Coulomb C
 Si definisce Coulomb carica che transita
in un secondo attraverso una sezione di
un circuito percorso da una corrente
continua di intensità di un ampere.
 Siccome la più piccola carica elettrica è
l’elettrone possiamo esprimere il
Coulomb come numero di elettroni

Affinché all’interno di un conduttore ci
sia movimento di cariche occorre che al
suo interno esista una differenza di
potenziale o tensione
 Di definisce tensione il lavoro compiuto
per spostare una carica fra gli estremi
del conduttore
 In formule (semplificando)

La resistenza elettrica è una grandezza
fisica che misura la tendenza di
un corpo ad opporsi al passaggio di
una corrente elettrica, quando
sottoposto ad una tensione elettrica.
 Questa opposizione dipende
dal materiale con cui è realizzato, dalle
sue dimensioni e dalla sua temperatura.
 Uno degli effetti del passaggio di
corrente in un conduttore è il suo
riscaldamento (effetto Joule)(Wikipedia)


La legge di Ohm dice che In un
conduttore metallico l'intensità di
corrente è direttamente proporzionale
alla tensione applicata ai suoi capi e
inversamente proporzionale alla
resistenza del conduttore.
L’elettricità ha agevolato moltissimo la
nostra vita basta vedere il numero di
elettrodomestici, computer, telefonini
ecc. che ci circondano.
 Molti di questi sono innocui utilizzando un
basso voltaggio.
 Altri, allacciati direttamente alla rete
elettrica (220 V) sono pericolosissimi e
possono provocare la morte se utilizzati
senza le dovute accortezze.

La scossa è la vibrazione dei nervi motori
provocata dal passaggio della corrente
nel corpo umano.
 Questa vibrazione provoca la
contrazione dei muscoli, che può
portare all’arresto del battito del cuore e
alla paralisi della respirazione, e anche
alla morte
 Il contatto può essere diretto se
tocchiamo un filo in tensione o indiretto
se tocchiamo un elettrodomestico
difettoso (fonte Zanichelli)

Non tenere un apparecchio elettrico sul
bordo della vasca o del lavandino.
2. Non prendere il phone con le mani
umide o con i piedi scalzi
3. Evitare di toccare la vite metallica di
una lampada quando cambi la
lampadina e usare scarpe di gomma
per l’operazione
4. Non avvolgere il filo attorno ad un
elettrodomestico caldo
1.