Elettricità è il nome dato ad un insieme di fenomeni che si verificano grazie al squilibrio o movimento di cariche elettriche, una proprietà inerente a protoni ed elettroni, nonché a corpi carichi elettricamente. In elettricità, ci sono fenomeni elettrostatico ed elettrodinamica, relative rispettivamente alle cariche in quiete e in movimento.
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concetto di elettricità
Il concetto di elettricità è completo, ma possiamo capirlo come tutti Effetti che le cariche elettriche producono sulla materia. L'elettricità è comunemente associata a corrente elettrica, un movimento del carico che si stabilisce quando un corpo è soggetto a una differenza di potenziale elettrico.
Elettricità in fisica
L'origine dei fenomeni elettrici è nella elettroni, che presentano il carica elettrica più bassa possibile, nota come carica fondamentale, che vale circa 1.6.10-19 C. Quando eccitato o sotto l'azione di a campo elettrico esterno, il elettroni può essere condotto, dando luogo a correnti elettriche e a tutta la gamma di fenomeni legati all'elettricità.
In Fisica, è molto comune che il termine elettricità sia usato come quantità di energia consumata in circuiti elettrici. Questa energia, nota anche come energia potenziale elettrica, può essere calcolato utilizzando il energia elettrica – la quantità di energia elettrica che un dispositivo consuma ogni secondo.
L'energia potenziale elettrica è misurata in joule, o in kWh, che è un'unità più comune utilizzata come parametro dalle società di distribuzione di energia elettrica. L'energia contenuta in un kWh ha un valore economico, che può essere diverso in ciascuna regione, a seconda delle difficoltà tecniche di distribuzione dell'energia o addirittura, in base alla domanda locale. L'energia contenuta in 1 kWh è pari a 3.6.106 J.
Vedi anche: Fenomeni ottici - eventi derivanti dall'interazione tra luce e materia
Formule per l'elettricità
In questa sezione, portiamo il principaleformule relativo a elettricità, guardare:
IL corrente elettrica che attraversa un conduttore può essere calcolato utilizzando la seguente espressione:
io – corrente elettrica (A)
Q – carica elettrica (C)
T – intervallo/i di tempo
IL tensione elettrica o potenziale elettrico che una carica produce ad una distanza d, misurata dal suo centro, si calcola con la formula:
tu – potenziale elettrico (V)
K0 – costante di vuoto elettrostatico (9,109 Nm²/C²)
Q – carica elettrica (C)
D – distanza (m)
oh campoelettrico prodotta da una carica puntiforme è una grandezza vettoriale e può avere il suo modulo calcolato con la seguente formula:
E – campo elettrico (N/C)
IL forzaelettrico tra due cariche puntiformi, separate da una distanza d, si calcola con la seguente formula:
Q e q – cariche elettriche
IL relazione tra campo elettrico e forza elettrica descritto dalla legge di Coulomb è mostrato nell'espressione:
IL energia potenziale elettrica dall'interazione di cariche puntiformi separate da una distanza d si calcola con la seguente formula:
oh potenziale elettrico, scritto in termini di energia potenziale elettrica, è definito utilizzando la seguente formula:
IL elettricità consumata per alcuni dispositivi, di potenza elettrica P, può essere calcolata utilizzando la formula seguente:
EEL – energia elettrica consumata
PER - potenza
T - tempo
Vedi anche: Generatore elettrico - dispositivo che trasforma diversi tipi di energia in elettricità
storia dell'elettricità
oh primo rapporto documentato di un'osservazione di fenomeni elettrici è attribuito al filosofo greco I racconti di Mileto. Tales si rese conto che quando strofinata su strisce di cuoio, l'ambra (una resina vegetale fossile) aveva la capacità di attirare piccoli oggetti come le foglie secche. Ambra, che in greco si chiama elettronico, ha dato il nome alla particella che origina la maggior parte dei fenomeni elettrici, l'elettrone.
Consulta una breve cronologia con i principali eventi che hanno segnato la storia dell'elettricità, dopo la scoperta di Talete di Mileto:
1660 – OttofurgoneGuericke ha inventato una macchina che produce cariche elettrostatiche attraverso il attrito.
1730 – CarloFrancescoDufay scoprì che l'elettricità generata per attrito può avere due classi distinte: le cariche positive e le cariche negative, come le conosciamo oggi.
1744 – BeniaminoFranklin usava un accumulatore di cariche elettriche attaccato a un filo conduttore che sosteneva un aquilone durante una tempesta, confermando così che il fulmine era un fenomeno elettrico.
1780 – LuigiGalvani ha scoperto che l'elettricità può muovere gli arti degli animali morti, suggerendo che i muscoli si contraggono grazie al passaggio di cariche elettriche.
1796 – Un gran numero di dischi di rame e zinco sono stati accatastati su un panno imbevuto di soluzione acida. AlessandroRitorno aveva inventato la prima batteria.
1820 – HansChristinOersted scoprì che la corrente elettrica è in grado di produrre un campo magnetico.
1831 - Michaelfaraday scoperta dell'induzione elettromagnetica.
1827 – GiorgioSimoneoh mio scoperto una relazione matematica tra resistenza, voltaggio e la corrente elettrica, ora nota come prima legge di Ohm.
1875 – Il telefono è stato inventato da AlessandroGrahamcampana
1880 – TommasoEdison inventato la lampadina.
1886 – GiorgioWestinghouse il primo sistema di distribuzione elettrica di corrente alternata, inventato da Nikola Tesla.
1890 – NikolaTesla ha sviluppato il sistema di distribuzione della corrente elettrica trifase.
1905 – AlbertEinstein ha spiegato come effetto fotoelettrico, che ha permesso lo sviluppo di pannelli solari.
1911 – Kamerlinghonnes scoprì il fenomeno della superconduttività, di grande importanza per la generazione della moderna energia elettrica.
Vedi anche: Velocità della luce: quanto tempo impiega la luce a raggiungerci?
come è nata l'elettricità?
Come per altri fenomeni naturali, l'elettricità è sempre esistita, molto prima che emergesse l'umanità. Voi raggi, ad esempio, sono i fenomeni elettrici che hanno prodotto la maggior parte dell'intera ozono dell'atmosfera terrestre. Voi raggi originano da nubi che vengono elettrificate dall'attrito tra un gran numero di cristalli di ghiaccio, aria e vapore acqueo, eventualmente scaricandosi e provocando un una grande corrente elettrica è formata dall'aria, che produce un grande flash e bang, oltre a temperature nell'ordine delle migliaia di gradi.
In legami chimici che formarono le prime molecole d'acqua sul pianeta Terra, per esempio, sono il prodotto di attrazioneelettriconel mezzocarichi, descritto matematicamente dal Legge di Coulomb. Questa forza ha fatto sì che elementi diversi si combinassero, semplicemente per compatibilità di cariche elettriche, dando origine così alla vita.
L'elettricità come la conosciamo era il risultato di lunghe ricerche e il lavoro instancabile di un gran numero di fisici, chimici, ingegneri e matematici che hanno reso possibile la produzione, distribuzione e l'emergere di macchine e tecnologie la cui forza trainante era l'elettricità, rendendola così sempre più popolare e accessibile.
Esercizi di elettricità
Domanda 1) Un filo conduttore viene attraversato di circa 2,10-14 C ogni microsecondo (10-6 S). Determinare l'intensità della corrente che scorre attraverso il conduttore:
a) 3.10-4 IL
b) 2.10-8 IL
c) 5.10-6 IL
d) 7.10-8IL
e) 2.10-5 IL
Feedback: Lettera b
Risoluzione:
Per risolvere l'esercizio basta calcolare la corrente elettrica, osservare:
Secondo la risoluzione, la corrente elettrica formata è la lettera B.
Domanda 2) L'unità di misura del potenziale elettrico, secondo le unità SI è il volt, che può essere scritto anche come:
a) V/m
b) C/F
c) N/m
d) J/C
e) A/m
Feedback: lettera D
Poiché il potenziale elettrico può essere calcolato come il rapporto tra energia potenziale elettrica e carica elettrico, la sua unità può essere espressa anche in joule per coulomb, quindi l'alternativa corretta è la lettera D.
Domanda 3) Controlla l'alternativa che completa correttamente gli spazi vuoti nella frase:
Il campo elettrico è una quantità ________, definita come il __________ esercitato per unità di carica. Il potenziale elettrico, a sua volta, è una quantità _________, definita come __________ per unità di carica.
una scala; forza elettrica; vettore; energia potenziale elettrica
b) vettore; forza elettrica; salita; energia potenziale elettrica
c) scala; energia potenziale elettrica; salita; forza elettrica
d) fisica; corrente elettrica; vettore; forza elettrica
e) fisica; carica elettrica; salita; forza elettrica
Feedback: Lettera b
Risoluzione:
Il campo elettrico è una grandezza vettore, definito come il forza elettrica esercitato per unità di carica, il potenziale elettrico, a sua volta, è a salita, definito come energiapotenzialeelettrico per unità di carica.
Di Rafael Hellerbrock
Insegnante di fisica
