FENOMENI ELETTRICI ELEMENTARI
di Giuseppe Frangiamore con la collaborazione di Giuseppe Orlando
Fin dall’antichità greca era noto che un pezzo di resina vegetale, chiamata ambra,
strofinato con un panno, acquistava la proprietà di attrarre a sé piccoli corpi leggeri.
In seguito si scoprì che anche altre sostanze come il vetro, lo zolfo e la plastica
erano dotate di questa proprietà; questi fenomeni vennero chiamati “elettrici”.
Nel 1600 si notò che i fenomeni elettrici si verificano anche con azioni di tipo
repulsivo e si individuarono, quindi, due tipi di elettricità: quella vetrosa che venne
chiamata positiva (+) e quella resinosa che venne chiamata negativa (-).
I corpi presenti in natura normalmente non sono in uno stato elettrizzato, ma
possono essere elettrizzati mediante strofinio o contatto con un corpo già elettrizzato;
per riconoscere se un corpo è elettrizzato possiamo servirci di uno strumento
chiamato elettroscopio.
L’elettroscopio è costituito da un vaso di vetro nel quale è inserita un’asta metallica
alla cui estremità è situato un pomello metallico e all’altra due leggere foglioline
metalliche.
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Per verificare se un corpo è elettrizzato bisogna metterlo a contatto con il pomello
dell’elettroscopio: se le foglioline si aprono è carico, viceversa è scarico.
METODI DI ELETTRIZZAZIONE
Un corpo può essere elettrizzato secondo tre modalità: lo strofinio, il contatto e
l’induzione.
L’elettrizzazione per strofinio avviene quando i materiali vengono strofinati e
acquisiscono la capacità di attrarre o respingere altri oggetti.
L’elettrizzazione per contatto avviene quando un corpo si carica venendo a contatto
con un altro corpo già elettrizzato che ha cariche dello stesso segno.
I materiali che si possono caricare per contatto si chiamano conduttori elettrici,
invece, quelli che non si caricano per contatto vengono detti isolanti elettrici.
I migliori conduttori elettrici sono i metalli; esempi di materiali isolanti sono la plastica,
il vetro, il legno, l’acqua distillata e l’aria.
L’elettrizzazione per induzione avviene quando un corpo carico viene posto vicino
ad un conduttore. In questo caso le cariche che si trovano su di esso si
ridistribuiscono. Le cariche di segno opposto a quelle del corpo sono da esso attirate.
LA LEGGE DI COULOMB
Il fisico francese Charles Augustin Coulomb, nel XVII secolo, osservando che
l’intensità delle forze elettriche sono direttamente proporzionale al prodotto delle
cariche elettriche e inversamente proporzionale al quadrato della loro distanza,
formulò questa legge:
Dove:
• F è la forza tra le cariche elettriche;
• Q1 e Q2 è la quantità delle cariche elettriche;
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• k è la costante elettrica, nel sistema internazionale vale 9·10 N·m²/C²;
• r² è la distanza al quadrato tra le due cariche elettriche;
Supponiamo di avere due cariche Q1 e Q2 disposte nello spazio; fra esse nascono
delle mutue azioni secondo la legge di Coulomb.
L’intensità delle forze si trova con l’espressione riportata sopra. Il vettore forza giace
sulla congiungente le due cariche.
Il verso dipende dal segno delle cariche: se il segno è discorde, le forze elettriche
tendono ad avvicinare le cariche; cariche delle stesso segno sono sottoposte a forze
che tendono ad allontanarle.
Le forze elettriche possono diventare molto intense qualora le cariche si pongono a
distanza molto ravvicinata.
Nel Sistema Internazionale l’unità di misura della carica elettrica è il Coulomb e si
indica con il simbolo: C.
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