domenica 18 gennaio 2015

ELETTRONICA 1 - APPUNTI DI UN PRINCIPIANTE - CORRENTE ELETTRICA

CORRENTE ELETTRICA
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La corrente elettrica è un movimento di elettroni attirati dai protoni.

Quando ogni atomo ha equilibrato i suoi protoni con gli elettroni mancanti non avremo più nessuna corrente elettrica.
Poiché la corrente elettrica si ottiene solo se si riescono a mettere in movimento degli elettroni, per spiegarla dobbiamo necessariamente parlare dell'atomo.

L'atomo è costituito da un nucleo di protoni, con carica positiva, e neutroni, con carica neutra, attorno al quale ruotano alla velocità della luce, cioè a 300.000 km/s, degli elettroni, con carica negativa. (vedi fig. 1)







Gli elettroni negativi sono tenuti in orbita dai protoni positivi (vedi fig. 2).


Ciascun atomo, a seconda dell'elemento a cui appartiene, possiede un numero ben definito di protoni e di elettroni. Ad esempio l'atomo dell'idrogeno possiede un solo protone ed un solo elettrone (vedi fig. 3), l'atomo del Borio possiede 5 protoni e 5 elettroni (vedi fig.4), l'atomo del sodio a 11 protoni e 11 elettroni (vedi fig.5), l'atomo della rame possiede 29 protoni e 29 elettroni, mentre l'atomo dell'argento possiede 47 protoni e 47 e elettroni.
Maggiore è il numero degli elettroni presenti in un atomo, maggiore è il numero delle orbite che ruotano attorno al suo nucleo.
Gli elettroni che ruotano molto vicini al nucleo sono chiamati elettroni legati perché non si possono facilmente prelevare dalla loro orbita. Gli elettroni che ruotano nelle orbite più lontane sono chiamati elettroni liberi perché si riescono a sottrarre senza difficoltà dalle loro orbite per inserirli in un altro atomo. Questo spostamento di elettroni da un atomo ad un altro si può ottenere con un movimento meccanico (dinamo -  alternatore)  oppure con una reazione chimica (pile - accumulatori).






Quando in un atomo il numero degli elettroni è equivalente al numero dei protoni la sua carica e neutra (vedi fig. 6).

Se ad un atomo si tolgono degli elettroni questo assume una polarità positiva, perché il numero dei protoni è maggiore rispetto al numero degli elettroni (vedi fig. 7).

Se si inseriscono degli elettroni liberi in un atomo questo assume una polarità negativa, perché il numero degli elettroni è maggiore rispetto numero dei protoni (vedi fig.8).




Da qualsiasi pila fuoriescono sempre due terminali, uno contrassegnato dal segno positivo ( eccesso di protoni) ed uno contrassegnato dal segno negativo (eccesso di elettroni). 
Se colleghiamo questi due terminali con un filo di materiale conduttore (ad esempio il rame), gli elettroni verranno attirati dai protoni e questo movimento di elettroni genererà una corrente elettrica (vedi fig.10) che cesserà solo quando si sarà ristabilito negli atomi un perfetto equilibrio tra protoni ed elettroni.



Normalmente si ritiene che il flusso della corrente elettrica vada dal positivo verso il negativo. Al contrario, il flusso della corrente elettrica va sempre dal negativo verso il positivo, perché sono i protoni che attirano gli elettroni per equilibrare il loro atomo.

Il movimento degli elettroni può essere sfruttato per produrre calore se li facciamo passare attraverso una resistenza (stufe elettriche, saldatori eccetera), per produrre luce se li facciamo passare attraverso il filamento di una lampadina oppure per realizzare delle elettrocalamite se li facciamo passare in una bobina avvolta sopra un pezzo di ferro (relè, teleruttori).

Per concludere possiamo affermare che la corrente elettrica e un movimento di elettroni attirati dai protoni. Quando ogni atomo ha equilibrato i suoi protoni con gli elettroni mancanti non avremo più nessuna corrente elettrica.

Glossario:

Corrente elettrica
Atomo
Elettroni
Protoni
Neutroni





lunedì 5 gennaio 2015