Le basi dell'elettrostatica: scopri come funzionano le cariche elettriche.
In questo articolo, esploriamo i fondamenti dell'elettrostatica, una branca della fisica che si occupa dello studio delle cariche elettriche.
Scopri come si generano le cariche elettriche, come interagiscono tra loro e come possono essere utilizzate.
Elettrostatica significa elettricità statica (non in movimento). Questo termine viene usato per indicare quella parte della fisica che studia i fenomeni relativi all'elettricità statica, non in movimento, cioè tutti quei fenomeni che si manifestano a causa della presenza di cariche elettriche ma non di correnti elettriche.
Il primo fenomeno elettrico fu scoperto dal filosofo Talete Di Mileto. Infatti notò che strofinando con la lana un pezzo di ambra, quest'ultima riusciva ad attrarre piccoli corpi leggeri (pezzettini di legno, fili di tessuto...).
Poichè l'ambra, in greco antico, si chiamava electron ne deriva la parola elettricità.
Per realizzare un fenomeno di elettrostatica basta munirsi di una penna di plastica e di piccoli pezzetti di carta. Strofinare energicamente la penna con un panno di lana. Avvicinando molto lentamente la penna ai pezzetti di carta si noterà che questi verranno attirati dalla penna rimanendo a contatto con essa per un certo tempo.
Tutto questo accade perchè la penna, strofinata con la lana, ha acquistato una quantità di elettricità, oppure che possiede una carica elettrica.
Dopo Talete, Gilbert scoprì che oltre l'ambra, anche altri corpi si possono elettrizzare. Tra questi il vetro, lo zolfo, la resina....
Da qui si pensò di distinguere i corpi in due categorie: quelli che si possono elettrizzare e quelli che non hanno tale capacità.
Con il tempo questa distinzione si dimostrò errata perchè l'inglese Stefano Gray riscontrò che tutti i corpi possono essere elettrizzati per strofinio. Stabilì, inoltre, che in alcuni corpi, come l'ambra, lo zolfo, il vetro... l'elettricità si manifesta solo nella parte strofinata infatti solo questa parte aveva la proprietà di attrarre corpi leggeri.
Alcuni corpi, i metalli, invece si comportano in modo diverso. Stefano Gray, infatti, notò che strofinando un corpo in metallo in una parte limitata, l'elettricità si manifestava su tutto il corpo metallico poichè ogni sua parte era in grado di attrarre corpi leggeri.
Questi corpi vennero così chiamati "buoni conduttori dell'elettricità" (conduttori) invece i corpi in cui l'elettricità rimaneva raccolta solo nella parte strofinata vennero chiamati "cattivi conduttori di elettricità" (isolanti).
I conduttori permettono di far passare l'elettricità stessa da un corpo all'altro mentre gli isolanti isolano i conduttori tra loro.
Supponiamo ad esempio di avere due corpi in metallo A e B delle stesse dimensioni e che il corpo A sia carico di elettricità. Se con un buon conduttore come il filo di rame uniamo per qualche secondo i due corpi metallici si può constatare che, dopo aver tolto il filo di rame, il corpo B risulta carico di elettricità. Questo perchè essendo il filo di rame un buon conduttore di elettricità ha permesso che parte dell'elettricità presente nel corpo A è passato nel corpo B che a sua volta ha acquistato una quantità di elettricità uguale a quella perduta dal corpo A.
Se il corpo B è più grande del corpo A, su di esso passa una quantità di elettricità maggiore di quella che rimane sul corpo A.
Se invece il corpo B è di dimensioni grandissime quasi tutta l'elettricità presente sul copo A passerebbe sul si esso.
Elettrizzando (per strofinio) una barretta si noterà che l'elettricità di manifesta quasi tutta sulle estremità mentre la parte centrale rimane non elettrizzata e che le due estremità presentano una elettricità differente.
Se, ad esempio, strofiniamo due leggerissime bacchette di plastica e ne leghiamo una ad un pezzetto di filo, avvicinando l'altra bacchetta noteremo che la bacchetta appesa al filo si allontana. Questo è dovuto al fatto che vi sono due tipi di elettricità: positiva(+) e negativa (-).
Un corpo non elettrizzato possiede quantità uguali di elettricità positiva e negativa. Mediante l'elettrizzazione per strofinio il corpo acquista una carica elettrica positiva o negativa questo perchè con lo strofinio viene eliminata o depositata una certa quantità di elettricità negativa.
Nel primo caso il corpo risulterà carico positivamente mentre nel secondo caso elettrizzato negativamente.
Quando un corpo carico positivamente viene avvicinato ad un corpo non elettrizzato o elettrizzato negativamente i due corpi si attraggono. Se invece i due corpi sono carichi positivamente o elettrizzati negativamente si respingono.
Da questo si deduce che cariche elettriche di segno o nome contrario si attraggono mentre cariche elettriche dello stesso segno o nome si respingono.
