Conservazione della carica e unità di misura

La legge di conservazione della carica elettrica afferma che in un sistema chiuso, la somma algebrica delle cariche elettriche rimane costante nel tempo. Questo significa che quando si strofina il vetro con la lana, gli elettroni passano dal vetro alla lana:

• Il panno di lana si carica negativamente
• La bacchetta di vetro si carica positivamente

Definizione: La legge di conservazione della carica elettrica stabilisce che la carica totale in un sistema isolato rimane costante.

L'unità di misura della carica elettrica nel Sistema Internazionale è il coulomb (C), dal nome dello scienziato francese Charles Augustin Coulomb.

Highlight: La carica di un elettrone è -e = -1,6022 x 10^-19 C.

Per ottenere una carica di -1 C sono necessari circa 6,2414 x 10^18 elettroni. La carica elettrica si presenta sempre come un multiplo intero (positivo o negativo) della carica elementare e.

Esempio: La carica elettrica spiegata ai bambini potrebbe utilizzare l'analogia di palline colorate: quelle rosse rappresentano le cariche positive, quelle blu le negative. Il numero totale di palline in una scatola chiusa (sistema isolato) rimane sempre lo stesso, anche se le palline vengono spostate.

La carica elettrica e la legge di Coulomb

L'elettrizzazione per strofinio è un fenomeno comune che permette di caricare elettricamente gli oggetti. Strofinando un palloncino con un panno di lana, esso diventa capace di attrarre oggetti leggeri. Questo fenomeno era noto già agli antichi Greci, che lo osservarono sull'ambra (elektron in greco).

Definizione: L'elettrizzazione per strofinio è il processo di carica elettrica di un oggetto attraverso lo sfregamento con un altro materiale.

Esistono due tipi di carica elettrica:

• Positiva (come quella del vetro strofinato)
• Negativa (come quella della plastica strofinata)

Highlight: Cariche dello stesso segno si respingono, mentre cariche di segno opposto si attraggono.

La proprietà dei materiali di elettrizzarsi per sfregamento è chiamata effetto triboelettrico. I materiali possono essere ordinati in una serie triboelettrica in base al segno della carica acquisita.

Vocabolario: Effetto triboelettrico - dal greco "tribos" (strofinio), è la tendenza di alcuni materiali ad acquisire carica elettrica quando vengono strofinati con altri materiali.

A livello microscopico, la carica elettrica è una proprietà delle particelle che compongono la materia:

• Elettroni: carica negativa, massa ~10^-30 kg
• Protoni: carica positiva, massa ~10^-27 kg
• Neutroni: privi di carica elettrica

Esempio: Un atomo che perde elettroni diventa uno ione positivo, mentre un atomo che acquista elettroni diventa uno ione negativo.