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LA CORRENTE ELETTRICA

Quando si aziona il lettore di compact-disc o si accendono le lampadine dell'albero di Natale si deve fornire corrente elettrica. Ma che cos'è questo "flusso" invisibile che fa funzionare il computer o produce l'illuminazione? Si tratta semplicemente del movimento di cariche lungo un conduttore solido, come un filo metallico, oppure dentro una soluzione elettrolitica, una speciale soluzione che permette alle cariche di muoversi al suo interno.

TANTI TIPI DI CARICHE
Ricordiamo le due fondamentali cariche elettriche: il protone, che ha carica positiva, e l'elettrone, dotato di carica elettrica negativa. Esistono però altre cariche, gli ioni, che sono atomi elettricamente non più neutri.

GLI IONI
In particolari condizioni, infatti, alcuni atomi possono acquistare elettroni, e avere quindi un "eccesso" di cariche negative; essi assumono perciò carica negativa e vengono chiamati ioni negativi. Altri atomi, invece, possono perdere elettroni e in questo modo hanno un "eccesso" di carica positiva, rappresentata dai protoni non più bilanciati dagli elettroni ceduti: sono gli ioni positivi. Ora avviene che: Cariche che si muovono in un conduttore generano una corrente elettrica.


IONE NEGATIVO
 

IONE POSITIVO
 

L'UNITA' DI MISURA DELLA CORRENTE ELETTRICA
La quantità di cariche che attraversa un conduttore in un certo tempo è detta intensità della corrente elettrica e si indica con i. L'intensità della corrente elettrica si misura calcolando il numero di cariche (si indica con c) che attraversano una sezione di un conduttore nell'unità di tempo, per esempio in 1 secondo (s).

i = c/s

L'unità di misura dell'intensità è l'ampere e si indica con A. Si stabilisce che: Ha intensità di 1 ampere quella corrente in cui la carica elettrica di 1 coulomb (c) attraversa la sezione di un conduttore in 1 secondo.

1A=1 c/s

Lo strumento che viene usato per misurare l'intensità di corrente è l'amperometro.

I CONDUTTORI DI CORRENTE
Non tutti i corpi si lasciano attraversare dalla corrente elettrica nello stesso modo. Quelli che hanno maggior capacità di lasciarsi attraversare dalle cariche si dicono buoni conduttori di corrente.
Buoni conduttori di corrente sono i metalli, oltre che particolari soluzioni, le soluzioni elettrolitiche nelle quali alcune sostanze, chiamate soluto, vengono sciolte in acqua, che è il solvente.
Le soluzioni elettrolitiche sono soluzioni acquose, nelle quali il soluto è un acido, un idrossido, oppure un sale. Quando il soluto si scioglie nel solvente, le sue molecole si "spezzano" dividendosi in ioni, e quindi in cariche, che possono muoversi liberamente all'interno del liquido.
Vi sono poi sostanze particolari, che possono essere attraversate dalla corrente soltanto in determinate condizioni, in un verso, per esempio, ma non nel verso opposto; in altre il passaggio di corrente dipende dalla temperatura. Queste sostanze - tra cui gli elementi silicio e germanio - vengono dette semiconduttori e sono importantissime, perché hanno permesso lo sviluppo dell'informatica. Componenti elettronici costituiti infatti di silicio o germanio sono il "cuore" dei moderni computer.

Il movimento delle cariche in un conduttore, oppure in una soluzione elettrolitica, avviene solo se si verificano alcune precise condizioni.

 

SE SI MUOVONO ELETTRONI

Pensiamo, per un momento, a come si genera il vento: il movimento della massa d'aria è determinato dalla differenza di pressione tra due aree vicine e l'aria si sposta dalla zona in cui la pressione è più elevata verso quella in cui la pressione è meno elevata.
Allo stesso modo si genera il movimento degli elettroni: essi si spostano dal punto in cui sono in eccesso, detto polo negativo, a quello in cui sono in difetto, detto polo positivo.

 

 

SE SI MUOVONO IONI

Se invece si muovono ioni negativi e positivi, il movimento avviene in modo diverso. sappiamo cariche di segno diverso si attraggono, mentre quelle di segno uguale si respingono. Ebbene, gli ioni negativi si spostano dal polo negativo verso quello positivo, gli ioni positivi dal polo positivo verso quello negativo

 

In ogni caso, come è facile capire, è necessario che ci sia uno squilibrio di cariche, cioè che vi siano i due poli, negativo e positivo.

LA DIFFERENZA DI POTENZIALE
Come nel caso del vento, perché le cariche possano muoversi generando una corrente elettrica è dunque necessaria una differenza di "pressione" elettrica fra un estremo e l'altro del conduttore. Questo squilibrio è detto differenza di potenziale.
È evidente che il movimento cessa non appena si sono ripristinate le condizioni di equilibrio. Perciò, affinché una corrente non smetta di fluire, è necessario mantenere nel tempo la differenza di potenziale, e ciò si ottiene con i generatori di corrente.
L'unità di misura della differenza di potenziale si chiama volt (simbolo V), dal nome di Alessandro Volta, che costruì il primo generatore di corrente, la pila. Lo strumento con il quale si effettuano le misure è il voltmetro.

 

GLI EKETTRONI SONO ... PIGRI
Quando gli elettroni si muovono in un conduttore il loro movimento è ostacolato dalle collisioni con gli atomi del conduttore. Ecco allora che la loro velocità di propagazione è molto ridotta: è stato calcolato, per esempio, che in un conduttore che ha la sezione di 1 mm2, percorso da una corrente di 0,1 A, la velocità media degli elettroni è di circa 7/1000 di millimetro al secondo. Con questa "velocità" gli elettroni impiegano circa 37 ore a percorrere 1 metro del conduttore