La carica elettrica è una proprietà che i corpi possono acquisire in vari modi e determina un'interazione tra di essi.
Esempi di Fenomeni Elettrostatici
Ad esempio, se un oggetto di plastica viene strofinato con un panno di lana, attira dei pezzetti di carta (elettrizzazione per strofinio). L'elettrizzazione per strofinio è un processo con il quale i corpi, strofinati l'uno con l'altro, acquistano una carica elettrica.
Cariche Elettrostatiche
Se due corpi hanno entrambi cariche dello stesso segno, si respingono, se invece hanno cariche di segno opposto, si attraggono.
L'esistenza di due tipi di carica elettrica si può spiegare a livello microscopico: un atomo è costituito da un nucleo contenente protoni e neutroni, attorno al quale si muovono gli elettroni. Un atomo è elettricamente neutro quando il numero di elettroni è uguale al numero di protoni.
Elettrizzazione per Strofinio
Se strofiniamo una bacchetta di plastica con un panno di lana, gli elettroni passano dalla lana alla plastica che si carica negativamente per eccesso di elettroni. Se strofiniamo, invece, una bacchetta di vetro con un tessuto di seta, il vetro si carica positivamente perché cede elettroni.
Cariche Elettriche su Corpo Umano
Nel caso dell'elettrizzazione per strofinio, è possibile che le cariche elettrostatiche si accumulino sul corpo umano, ma ci sono modi per eliminarle.
Materiali Conduttori e Isolanti
I conduttori sono sostanze nelle quali le cariche elettriche si spostano agevolmente al loro interno. Esempi di conduttori sono i metalli come: alluminio, oro, rame, ferro, argento, piombo e zinco.
Al contrario, gli isolanti sono materiali all'interno dei quali le cariche elettriche non si possono spostare e vengono detti dielettrici. Esempi di isolanti sono la plastica, la ceramica, il vetro, la porcellana, il legno, l'aria e la carta.
Semiconduttori
I semiconduttori sono sostanze che presentano caratteristiche di conduttività elettrica intermedia tra quella dei conduttori e quella degli isolanti. Esempi di semiconduttori sono il silicio e il germanio, che a temperature molto basse si comportano come isolanti. A temperatura ambiente alcuni elettroni acquistano abbastanza energia da consentire il passaggio da una debole corrente elettrica.
L'Elettroscopio
L'elettroscopio è uno strumento utilizzato per rilevare cariche elettriche. È costituito da un contenitore trasparente (di vetro), al cui interno è inserita un'asta metallica fissata ad un tappo di materiale isolante. L'estremità dell'asta, all'esterno, termina con una piccola sferetta. All'estremità interna dell'asta troviamo due foglioline sottili metalliche (oro o di alluminio, qualsiasi tipo di materiale conduttore).
Processi di Elettrizzazione
Il fenomeno di elettrizzazione per contatto è un processo grazie al quale un corpo diventa carico elettricamente per contatto con un altro corpo, che a sua volta presenta una carica elettrica.
Supponiamo di avvicinare un corpo carico positivamente a un conduttore neutro (sezionato in due parti B₁ e B₂ mantenute unite) senza toccarlo. L'avvicinamento di un corpo carico positivamente a un conduttore neutro ha comportato un effetto di attrazione sugli elettroni del conduttore neutro, che si sono spostati verso la carica negativa mentre nella parte più lontana sono rimaste altrettante cariche positive.
Elettrizzazione per Induzione
Si tratta di un fenomeno chiamato elettrizzazione per induzione. L'elettrizzazione per induzione è un processo nel quale in un conduttore neutro si spostano cariche elettriche a causa della presenza di un altro corpo carico posto a una distanza opportuna.
In conclusione, i fenomeni elettrostatici sono una parte interessante e importante della fisica, con numerosi esempi e applicazioni nella vita di tutti i giorni.
References:
- PDF sul tema dei fenomeni elettrostatici
- Mappa concettuale sui fenomeni elettrostatici
- Elettroscopio e come funziona
Elettrizzazione per strofinio, contatto e induzione sono solo alcuni esempi di fenomeni elettrostatici che troviamo nella vita quotidiana, inoltre esistono molte formule e concetti elementari riguardanti i fenomeni di elettrostatica.
