L' elettricità

L' elettricità

Nel periodo in cui visse Leopardi si effettuarono delle scoperte in campo scientifico da cui tutt'oggi dipende la nostra vita. Uno dei gesti più comuni che compiano ogni giorno è quello di premere un interruttore: per accendere una lampada, azionare un elettrodomestico mettere in moto un ascensore; questo semplice gesto ci ricorda che viviamo in un mondo in cui l'elettricità è indispensabile.

Verso la metà dell'800 entrarono in funzione le prime lampade ad arco elettrico, utilizzate soprattutto per i fari: il primo impianto funzionò nel 1858 in Inghilterra. Nonostante l'utilizzazione dell'elettricità sia un fatto cosi recente, i primi fenomeni elettrici erano già consentiti nell'antichità.Il nome stesso di elettricità deriva dalla parola greca electron, che vuol dire ambra (resina fossile di colore giallo-bruno).

Tutto nasce dall'osservazione di alcuni corpi che, sottoposti a strofinio, attirano oggetti leggeri. Evidentemente lo strofinio modifica il corpo, dal momento che esso diventa capace di esercitare una forza e tuttavia anche nel corpo attirato vi è un'alterazione perché riesce ad essere sensibile a tale forza. Ricordiamo l'esempio del pendolo dí Epino, consistente in una sferetta di midollo sambuco sospesa mediante un filo di seta a un sostegno di vetro.

Se si strofina con un panno, una bacchetta di vetro e la si avvicina alla sferetta fino a toccarla si osserva che:

l.prima del contatto il pendolino viene attirato

2.dopo il contatto il pendolino viene respinto.

Quindi dopo il contatto i due corpi sono elettrizzati nello stesso modo. "Infatti corpi elettrizzati esercitano su corpi elettricamente inerti una forza sempre attrattiva; invece la forza che due corpi; entrambi elettrizzati,esercitano l'uno sull'altro può essere attrattiva o repulsiva".

Ora se al pendolo elettrizzato dal vetro si avvicina una bacchetta di ebanite strofinata, si osserva che:

l.prima del contatto il pendolino viene attirato

2.dopo il contatto il pendolino viene debolmente respinto.

Quindi lo stato elettrico assunto dall'ebanite è diverso da quello del pendolino e da quello del vetro.

Per convenzione si distinguono due tipi di stato elettrico e si attribuisce il segno positivo allo stato elettrico del vetro strofinato, e il segno negativo allo stato elettrico dell'ebanite strofinata. I corpi hanno un diverso comportamento rispetto all'elettricità a seconda della loro struttura fisico-chimica; infatti li distinguiamo in conduttori ed isolanti. i corpi conduttori sono genericamente dei corpi metallici o costituiti da leghe metalliche che permettono il passaggio della corrente elettrica.

I corpi isolanti sono costituiti da materiali ad alta resistività.  Per raggiungere una vera e propria formulazione matematica della forza elettrica Coulomb condusse una serie di accurati esperimenti, usando una bilancia di torsione. 'La sua legge determina l'intensità della forza elettrica con la quale due cariche puntiformi inquiete si attraggono o si respingono".

A questo punto possiamo definire campo elettrico "una qualsiasi regione dello spazio nella quale si manifestano azioni su cariche elettriche". Consideriamo, per esempio, una particella carica sulla quale agirà una forza F diversa punto per punto. Tale forza F si può esprimere nella forma: F = q.E. Il vettore E è detto Vettore campo elettrico, generalmente è diverso da punto a punto e dipende dalla carica E e poiché è anche il rapporto tra un vettore e uno scalare la sua direzione coincide con quella di F; il suo verso è quello di F se q è positiva, è invece, opposto a quello di F se q è negativa. La sua unità di misura è il newton/coulomb.

Una buona visualizzazione grafica dei campi elettrici ci è consentita dalle linee di forza in ogni punto delle quali il vettore campo elettrico è tangente.

Se consideriamo una carica positiva e un'altra 90 di prova, vedremo che la carica sarà respinta e le linee saranno dirette verso l'esterno rappresentando un campo elettrico generato da una carica positiva. Se invece consideriamo una carica negativa e una di prova 90, questa sarà attratta, le linee saranno dirette verso 1-Iinterno rappresentando un campo elettrico generato da una carica negativa.

Se consideriamo un sistema formato da più cariche ql q2 qm, il campo E da esse generato in un punto qualunque dello spazio è la somma vettoriale dei campi El... E2... Em, E = El + E2.. + Em. Ad esempio consideriamo il vettore campo elettrico creato da due cariche di segno opposto.

Un caso particolarmente importante di campo elettrico, è quello di un campo generato da un dipolo elettrico. Si tratta di una coppia di cariche puntiformi di segno opposto, ovvero,,+ 9e - 9, poste a distanza piccolissima tra loro. La retta passante tra le due cariche si chiama asse del dipolo. Possiamo notare che il campo del dipolo decresce con la distanza più rapidamente di quello dovuto a una sola carica. Se indichiamo con "1" la lunghezza dell'asse del dipolo, noteremo che il campo dipenderà dal prodotto 9.1. Il dipolo, dunque non è caratterizzato solo dal valore delle cariche, ma anche dalla loro distanza; e viene identificato dal valore che assume la grandezza, detta momento di dipolo elettrico dato da p = q.1 .