Tutti coloro che dimenticano il loro passato, sono condannati a riviverlo.
L’ Elettricità
… studiare, studiare ed ancora studiare,
è il solo modo di capire quanto possa
essere grande sia la propria ignoranza!
I TRE GRANDI NOMI NELL' ENERGIA ELETTRICA
Senza chiamarli per nome, abbiamo toccato i tre
elementi sempre presenti in un circuito elettrico :
CORRENTE
Un movimento progressivo di elettroni
liberi lungo un filo o altro conduttore che
produce linee di forza elettrostatiche
TENSIONE
La forza electron-moving che in un
circuito spinge e tira elettroni (corrente)
attraverso un circuito . Chiamata anche
forza elettromotrice (FEM)
RESISTENZA
Qualsiasi effetto opponente che ostacola
il progresso degli elettroni liberi attra-
-verso i conduttori quando forza elettro-
-motrice sta tentando di produrre una
corrente nel circuito
Parleremo molto di queste tre proprietà di un circuito
elettrico e come esse interagiscono tra loro .
Un semplice circuito elettrico
Il più semplice dei circuiti elettrici consiste di :
Una specie di generatore di elettroni in movimento , o sorgente , come quello
rappresentato da una pila a secco , o batteria , un carico, ad esempio una
lampadina elettrica , i necessari cavi di collegamento ed un dispositivo di controllo .
Una rappresentazione pittorica e lo schema elettrico di un semplice circuito sono
presenti
nella figura a alto .
Il diagramma a destra, nella stessa figura, è chiamato
"diagramma schematico" ed è molto più facile da
disegnare ed interpretare . Il dispositivo di comando
è un interruttore, per accendere o spengere la lampa-
-dina. In effetti l'interruttore disconnette uno dei
fili dalla batteria. Nel nostro circuito l'interruttore
potrebbe essere connesso ovunque per accendere o
spengere la lampadina.
Nel nostro circuito la lampadina rappresenta il carico .
Sebbene i fili che collegano la fonte elettromorice di
forza ( nel nostro caso una pila a secco ) al carico
può avere qualche resistenza, questa di solito è
molto piccola in confronto con la resistenza del carico ed è ignorata nella maggior parte
dei casi .
Disegnare una linea retta in diagramma schematico (detto schema elettrico) viene
considerato come collegare le parti elettricamente ma non rappresenta l'introduzione
di alcuna resistenza nel circuito .
Nel semplice circuito mostrato , la batteria produce la forza
elettromotrice (tensione) che spinge continuamente elettroni
dal suo terminale negativo verso il filamento della lampadina
e, passando per l'interrutore chiuso, sono sospinti verso il
terminale positivo per sostituire gli elettroni che sono stati
prelevati dal terminale negativo. Il risultato è un flusso
continuo di elettroni (corrente) attraverso il filamento della
lampada ,i fili di collegamento, l'interruttore e la batteria.
La particolare natura del filo che costituisce il filamento della lampada ad
incandescenza quando una corrente di elettroni attraversa. Se il flusso di corrente à
sufficientemente alto, il filamento diventa incandescente e la lampadina si illumina
ed emana luce ( ad incandescenza ).
LA CORRENTE
Il flusso di elettroni, forzati in moto da una forza elettromotrice, è noto come corrente.
Da quanto sopra abbiamo una definizione di corrente elettrica :
La corrente è il movimento ordinato di elettroni in un circuito .
In un buon materiale conduttore come il rame uno o più elettroni liberi presso l'anello
atomico esterno possono costantemente volar via ad alta velocità .
C'è un movimento costante senza meta di miliardi di elettroni in tutte le direzioni in
ogni parte di ogni conduttore . Questo movimento senza meta o casuale di elettroni
non è una corrente elettrica in quanto c'è solo una agitazione di elettroni ma non vi è
ancora nessun movimento definito in qualsiasi direzione . Solo quando una tensione
viene applicata otteniamo un movimento ordinato di elettroni e quindi una corrente
elettrica .
Quando una forza elettrica è applicato attraverso il conduttore ( da una batteria ) ,
spinge alcuni degli elettroni liberi che si muovono senza meta, in un movimento ordinato
verso il terminale positivo .
Il flusso di energia si svolge lungo il conduttore a circa 300.000.000 metri al secondo
( in realtà 299.792.462 m / s ) .
Se avete problemi con questo concetto, provate a
pensare a come viaggia velocemente l'acqua in un
tubo . Il serbatoio (riempito da una diga) da dove
l'acqua proviene, potrebbe essere molti chilometri
di distanza dal rubinetto . quando si gira il rubinetto
l'acqua esce, e lo fa immediatamente.
L'acqua ha fatto il tutto viaggio dal serbatoio al
rubinetto in un istante ?
Sono sicuro che sarete d'accordo che non l’ha fatto.
L' acqua era già nel tubo , tutto ciò che hai fatto girando il rubinetto è stato quello di far
muovere l'acqua nel tubo tra il serbatoio ed il rubinetto .
Allo stesso modo gli elettroni sono già nel filo (conduttore ) . Quando chiudiamo un
interruttore nel circuito, permettiamo ad una forza elettromotrice fino ad allora a riposo,
di permettere a tutti gli elettroni di muoversi in una ben determinata direzione allo
stesso tempo . Si può pensare che richieda un tempo molto lungo per un elettrone di
lasciare la fonte di raggiungere il carico, ma questo non accade mai .
Quanto sono veloci le biglie ?
Facciamo un'altra analogia per assicurarsi che quanto abbiamo detto finora risulti
chiaro .
Supponiamo che un tubo si stato stato collegato tra Torino e Napoli .
Immaginate bloccata una delle estremità del tubo e che abbiamo riempito con biglie
di vetro fino a quando non abbiamo più potuto montarne dentro.
Ora sblocchiamo il tubo ed abbiamo una folla di persone ad ogni estremità per
assistere all'esperimento per vedere quanto velocemente viaggiano le biglie.
Le due folle sono in contatto telefonico o via radio e aspettando con ansia il grande
momento .
Una biglia di troppo sta per essere inserito nel tubo pieno .
Non appena una biglia viene inserita a Torino , una biglia cade a Napoli . L' effetto di
spingere una biglia nel tubo di Torino ha provocato un immediato effetto a Napoli .
Un giornale riporta " Sperimentatore Eccentrico dimostra che biglie viaggiano alla
velocità della luce ". È giusto?
Spero che tu stia scuotendo la testa dicendo no.
La biglia di vetro caduta dal tubo a Napoli, era seduta lì pronta a cadere non appena
la colonna di biglie è stata premuta dall'introduzione di un'altra biglia avvenuta a
Torino.
Quindi le biglie sicuramente non viaggiano alla velocità della luce non più di quanto
gli elettroni in un conduttore .
Le biglie erano già nel tubo come gli elettroni erano già nel conduttore .
L'effetto di una corrente elettrica a distanza è quasi istantanea , mentre la velocità
degli elettroni è molto lenta .
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