conduttori elettrici

Co
conduttori elettrici
Conduttori e isolanti si distinguono
per la capacità di lasciarsi attraversare
dalla corrente elettrica.
Questa proprietà dipende dalla loro
struttura: nei metalli sono gli elettroni
a trasportare la corrente,
mentre nelle soluzioni il compito
spetta anche agli ioni. Considerando
le diverse caratteristiche dei fenomeni
di conduzione, si scelgono i materiali
da impiegare nelle
applicazioni elettriche
CONDUTTORI E ISOLANTI
Quando agli estremi di un conduttore, come accade
nei metalli, si applica una tensione elettrica (circuito
elettrico), vi è un passaggio di corrente perché gli
elettroni (atomo) sono liberi di muoversi. Invece negli isolanti, come vetro, gomma o materie plastiche,
gli elettroni si spostano difficilmente perché sono
fortemente legati agli atomi. Per questo motivo i
conduttori dei cavi elettrici sono realizzati in metallo (generalmente rame), mentre il rivestimento isolante è di plastica, che non fa sfuggire le cariche elettriche.
Non tutti i conduttori trasportano l’elettricità altrettanto bene: il ferro, per esempio, conduce sei volte
meno bene dell’argento, che è il miglior conduttore
che vi sia (ma non è usato nei cavi elettrici perché
troppo costoso). Allo stesso modo non tutti gli isolanti sono ugualmente efficaci: la porcellana e il teflon, per esempio, isolano molto meglio del cartone o
del legno.
CONDUTTORI LIQUIDI E GASSOSI
E i liquidi? Molti di essi, come l’olio o la benzina, sono ottimi isolanti. L’acqua pura è un isolante, ma se contiene
disciolti, per esempio, sali o acidi diventa un conduttore, tanto migliore quanto maggiore è la quantità di queste sostanze. Ecco perché tanti incidenti provocati dall’elettricità avvengono in bagno: la caduta accidentale
nell’acqua di un apparecchio collegato alla rete provoca
il passaggio di una corrente pericolosa attraverso il liquido e il corpo del malcapitato.
Una differenza importante fra i metalli e le soluzioni acquose conduttrici è che in queste ultime alcuni
La resistenza elettrica
In generale, la resistenza R
(resistenza elettrica) che un
corpo conduttore offre
al passaggio della corrente
elettrica è misurata dal
rapporto fra la tensione
elettrica V ai suoi estremi
e l’intensità della corrente I
che vi scorre.
La resistenza dipende
sia dal materiale di cui
è fatto il conduttore
sia dalla sua forma.
Un conduttore lungo
e sottile offre maggior
resistenza di uno, corto
e spesso, fatto
dello stesso materiale,
proprio come avviene
per il traffico delle auto,
che scorre più agevolmente
in una strada breve
e larga che in una lunga
e stretta.
atomi non sono più neutri, ma hanno acquistato carica elettrica positiva o negativa (sono diventati ioni)
e dunque contribuiscono alla corrente elettrica. In
queste soluzioni il passaggio di una corrente non significa soltanto trasporto di cariche elettriche, ma
anche spostamento di materia (elettrolisi).
I gas, infine, in condizioni normali sono ottimi isolanti, ma a volte presentano una certa conducibilità, come dimostrano i fulmini, scariche elettriche che attraversano l’aria.
SUPERCONDUTTORI E SEMICONDUTTORI
Certe sostanze, fra le quali alcuni metalli, quando sono portate a temperature molto basse diventano superconduttori, cioè conduttori perfetti. La loro resistenza elettrica assume valori piccolissimi, tanto da
non risultare nemmeno misurabile. Si prevede di
impiegare i superconduttori in varie applicazioni
pratiche, per esempio per evitare le dispersioni di
energia durante il trasporto della corrente elettrica.
Alcuni elementi chimici, come il germanio e il silicio,
che presentano proprietà intermedie fra i conduttori e
gli isolanti, sono chiamati
semiconduttori (elettronica).
In queste sostanze il passaggio della corrente elettrica si
descrive considerando, oltre
agli elettroni, dotati di carica
negativa, anche le cosiddette
lacune (elettroni mancanti),
che possiedono carica poelettroni liberi
sitiva. I semiconduttori sono impiegati per fabbricare i
transistor e i circuiti integrati usati in elettronica, fra cui i
microchip dei calcolatori e
dei telefoni cellulari.
Giovanni Vittorio Pallottino
conduttori elettrici
Corpi nei quali può passare corrente elettrica
Strutture atomiche
rispettivamente del
rivestimento plastico
(in alto), e del cavo
elettrico metallico
(in basso). In questa
figura gli elettroni
liberi si muovono
verso destra attratti
dal polo positivo di
un generatore
elettrico, dando
luogo a una corrente:
essi però sono
presenti solo
nel metallo, che per
questo motivo risulta
essere un buon
conduttore di
corrente, e assenti nel
rivestimento plastico,
che è un isolante
atomi
del materiale
isolante
atomi
del materiale
conduttore
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