Esempio di carico elettrico

Il Carica elettrica è una forza che possiede una particella subatomica, un protone, neutrone o elettrone, e che influenza un altro protone, neutrone o elettrone, attirandolo o respingendolo.

La moderna teoria atomica della materia sostiene che tutto le sostanze sono costituite da atomi e molecole. Gli atomi sono costituiti da particelle elementari chiamate elettroni, protoni e neutroni.

Al centro dell'atomo c'è il nucleo ed è lì che si trovano i protoni la cui carica elettrica è positiva (+) e i neutroni con carica elettrica zero. Gli elettroni ruotano attorno al nucleo e hanno una carica elettrica negativa (-).

Quando un atomo perde elettroni rimane carico positivamente. Se acquista elettroni, si carica negativamente.

Un atomo di materia è in uno stato neutro o privo di carica perché contiene lo stesso numero di protoni nel suo nucleo degli elettroni che lo circondano.

La capacità che i corpi acquisiscono di attrarre altri oggetti dopo essere stati strofinati con un indumento di lana o seta è nota come "portare".

quando due sostanze o corpi diversi si sfregano l'uno contro l'altro, uno di loro perde elettroni, rimanendo con una carica elettrica negativa, è il caso di strofinare i capelli con un pettine o un palloncino; il capello perde elettroni e il pettine li guadagna, la carica elettrica prodotta da questo squilibrio si chiama elettricità statica o diciamo che il capello si elettrizza; Questo esempio consente una migliore comprensione della legge di conservazione della carica, che dice:

"La Carica Elettrica totale dell'Universo è di grandezza costante, non viene né creata né distrutta"

Quando un corpo viene elettrificato per attrito, la carica non si crea, poiché c'è sempre stata, né si producono nuovi elettroni, passano solo da un corpo all'altro.

L'elettrificazione dei corpi può essere verificata attraverso fenomeni che si osservano quotidianamente, ad esempio quando si tocca un oggetto metallico si avverte un tocco elettrico, questo perché l'oggetto è caricato elettricamente e quando lo si tocca, la carica elettrica va a massa attraverso l'oggetto stesso Corpo.

Interazione tra cariche elettriche

Quando i corpi vengono elettrizzati, acquisiscono cariche elettriche che possono essere di due tipi: positivo o negativo, a seconda del materiale di cui sono fatti i corpi. Per verificare ciò, viene eseguito l'esperimento del pendolo elettrico. Un pendolo elettrico è una sfera di polistirolo o sughero appesa tramite un filo a un supporto.

Se si strofina un'asta di plastica con un pezzo di lana e si avvicina l'asta alla sfera di polistirolo del pendolo, l'asta attirerà la sfera; dopo essere stata in contatto con l'asta per un momento, la sfera verrà respinta dall'asta.

Parte della carica è stata trasferita dalla barra alla sfera ei due oggetti vengono caricati allo stesso modo.

Se si fa lo stesso esperimento, ma al posto della bacchetta di plastica si usa una bacchetta di vetro e si strofina con un pezzo di seta, si otterranno gli stessi risultati.

Ma se la sfera del pendolo elettrico è caricata con l'asta di plastica e un'altra sfera di un altro pendolo elettrico con l'asta vetro ed entrambe le sfere di polistirolo si avvicinano, si osserva che c'è un'attrazione tra di loro, quindi si può concludere che cosa le cariche elettriche prodotte dalle barre di plastica e di vetro sono opposte.

È stato dimostrato che tutti i materiali elettrificati possono essere suddivisi in due gruppi: quelli con a carico come quello prodotto dalla bacchetta di vetro e quelli con un carico come quello prodotto dalla bacchetta di vetro plastica. Per convenzione è stato stabilito che quelli che si comportano come il primo gruppo hanno carica positiva (+) e quelli che si comportano come il secondo gruppo hanno carica negativa (-) e in base a questa si può affermare il "Prima legge dell'elettrostatica":

"Le cariche dello stesso segno si respingono e le cariche di segno opposto si attraggono"

Unità di misura della carica elettrica

Nel Sistema Internazionale di Unità, che è il sistema più pratico per lo studio dell'elettricità, l'unità di Carica è espressa in Coulombs (C).

Per definizione: un Coulomb è la carica trasferita in un secondo attraverso qualsiasi sezione trasversale di un conduttore, da una corrente costante di un Ampere (1 A).

Confrontando la carica di 1 Coulomb con la carica di un elettrone, abbiamo:

1C = 6,25 x 10⁸ elettroni

La carica di un elettrone espressa in Coulomb è:

1 e = -1,6 x 10^-19 C

Un'altra unità di misura per le cariche è il microCoulomb (μC), e la sua equivalenza in Coulomb è:

1 μC = 1 x 10^-6 C

Esempi di carica elettrica

Quello prodotto dallo sfregamento tra una bacchetta di vetro e un panno di seta

Quello prodotto sfregando una barra di plastica con un pezzo di lana

Quello che succede quando si passa un pettine tra i capelli

Quello che si verifica quando si sfrega un palloncino contro i capelli

Quando si toglie un maglione, c'è un salto di elettroni. Visto al buio, si rilevano scintille

Quando una mano viene posizionata su una superficie metallica elettrificata, gli elettroni fluiscono nella pelle.

Un palloncino carico si attacca al muro. Gli elettroni saltano verso il muro e il palloncino cade quando lo scambio è finito.

Se un tubo in PVC viene strofinato con un panno, gli elettroni rimarranno galleggianti nel tubo.

Le sfere di polistirolo aderiscono anche ai tubi in PVC caricati.

I coriandoli e la carta finemente suddivisa vengono attratti dalle superfici cariche e sono persino difficili da rimuovere.