PRIMA LEZIONE

TEMPO DI STUDIO: 45 MINUTI

PERIODO: Settembre

PREREQUISITI: elementi di fisica del biennio

L'elettricità

Tutti i fenomeni elettrici derivano dalle forze che interagiscono fra alcune delle particelle che sono presenti negli atomi della materia. Tali particelle sono i protoni e gli elettroni. Esse costituiscono le cariche elettriche elementari, denominate “positive” e “negative”.

Le cariche elettriche hanno la seguente proprietà:

"cariche d’eguale segno si respingono, di segno opposto si attraggono"

Inoltre: tutte le azioni che sono emanate da una carica positiva, sono eguali ed opposte a quelle che sarebbero prodotte da una carica negativa, considerate nelle stesse condizioni.

Ne segue che ogni corpo in cui siano presenti cariche elettriche positive e negative in eguale numero non rileva all'esterno alcuna delle proprietà specifiche delle cariche elementari che lo costituiscono, in pratica si presenta elettricamente neutro.

Quando invece si trovano raggruppate cariche elettriche positive e negative in numero diverso, la materia presenta le proprietà delle cariche elementari di maggior numero, e si dice allora che è elettrizzata.

Un atomo può essere concepito come un minuscolo sistema solare: nel centro dell'atomo, al posto del sole, si trova il nucleo; intorno allo stesso ruotano, a distanze diverse, come i pianeti intorno al sole, gli elettroni.

Oltre al protone e all'elettrone esiste una terza particella costitutiva della materia, che è chiamata neutrone in quanto essa è elettricamente neutra.

La prima orbita elettronica è sempre occupata al massimo da due soli elettroni; la seconda orbita invece può raggiungere il numero massimo d’otto elettroni; le eventuali altre orbite successive sono tali da contenere sempre un ben determinato numero d’elettroni, completato il quale si passa a un'altra orbita, fino all'ultima che potrà essere completa o incompleta secondo i casi.

Naturalmente, ogni corpo si presenta elettricamente neutro, poiché ciascuno dei suoi atomi è formato da tanti elettroni quanti sono i protoni del nucleo.

In condizioni opportune però ad un atomo elettricamente neutro può essere sottratto uno o più elettroni satelliti. In tal caso l'atomo si presenterà elettrizzato positivamente poiché vengono a prelevare in esso le cariche positive del nucleo rispetto alle cariche negative periferiche. Si dirà quindi che un corpo è elettrizzato positivamente quando ad esso sia stato sottratto un certo numero di elettroni: è invece elettrizzato negativamente ogni corpo il quale poserà un certo numero di elettroni in eccesso. La carica elettrica o quantità d’elettricità di un corpo è sempre data dall'eccesso Q di cariche elettriche positive o negative che esso contiene, rimanendo sottinteso il fatto che in ogni corpo allo stato neutro esiste sempre un eguale numero di cariche positive e negative. Ai fini delle applicazioni pratiche è di grande importanza la possibilità di realizzare facilmente il trasferimento delle cariche dal punto in cui sono liberate ad un altro, oppure la possibilità opposta di impedire lo spostamento delle cariche stesse.

Entrambe queste possibilità sono sfruttate nella tecnica utilizzando, nel primo caso, i cosiddetti materiali conduttori, e nel secondo i materiali isolanti. Lo vedremo nella prossima lezione.