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Una lampadina
L’elettricità
Gli inizi
Gli antichi greci già nel 600 a.C. avevano scoperto l’elettricità, avevano notato che è un pezzo di Ambra strofinato con una pelle di lana attrae piccole piume, ma non approfondirono mai la scoperta.
Lo stesso esperimento che facevano i greci, possiamo farlo ancora noi oggi, se strofiniamo una po’ una maglia di lana ad un palloncino possiamo notare che si attraggono a vicenda questo perché la maglia di lana rilascio degli atomi che vanno a finire sul palloncino la maglia diventa uno ione positivo perché rilascia degli elettroni e il palloncino diventa uno ione negativo perché prende gli elettroni.
Quando un atomo rilascia un elettrone diventa uno ione positivo e l’atomo che riceve l’elettrone diventa uno ione negativo e si attraggono essendo cariche di tipo opposto si attraggono e cariche dello stesso tipo si respingono. Grazie all’attrazione o alla repulsione possiamo determinare che c’è la forza elettrica.
Il black out sono pochi secondi in cui manca la corrente elettrica, se noi siamo in un supermercato e per pochi secondi si verifica un black out possiamo notare che i frigoriferi si spengono e il cibo rischia di andare a male, le luci si spengono e non possiamo neanche pagare il conto alla cassa quindi grazie al black out abbiamo capito quanto sia importante la corrente elettrica.
Il circuito elettrico
Per accendere una lampadina a LED bastano soltanto tre cose una pila elettrica da 4,5 V, due fili di rame e la lampadina, collegando i due fili prima alla lampadina e poi alla batteria possiamo notare che si è creato un circuito chiuso, l’energia elettrica parte dal Polo Nord ossia il polo positivo della lampadina arriva alla lampadina che successivamente tramite il cavo collegato al polo sud ossia il polo negativo rimanda l’energia alla batteria; Però quando il circuito è aperto la corrente non passa e la lampadina si spegne.
La corrente elettrica
La corrente elettrica è un flusso di cariche elettriche che passano attraverso un conduttore proprio come l’acqua attraverso un tubo, l’intensità della corrente elettrica si misura in ampere. Lo strumento con cui si misura l’intensità della corrente elettrica è l’amperometro. La corrente elettrica passa tramite i conduttori e arriva la lampadina i conduttori sono i materiali in cui le cariche elettriche possono muoversi liberamente, invece io sono lady sono materiali in cui le cariche elettriche non possono muoversi liberamente: isolanti elettrici sono la gomma o il vetro invece conduttori elettrici sono acqua o ferro.
Cariche elettriche positive + (Rosso)
Cariche elettriche negative - (Blu)
La tensione elettrica
Come detto una pila è formata da due poli un polo nord ossia positivo e un polo sud ossia negativo, questi due poli sono differenti e creano una differenza di carica elettrica che chiamata tensione elettrica. La tensione elettrica è misurata in Volt. La potenza elettrica si calcola con un’operazione: P=V x i
Dove P indica la potenza, V indica la tensione in Volt e i indica la corrente elettrica che attraversa il dispositivo.
La corrente elettrica può compiere il lavoro e perciò è una forma di energia detta energia elettrica. La potenza può essere calcolata con la divisione: P=L:t Cioè potenza uguale lavoro fratto tempo. Tramite la formula inversa possiamo trovare l’energia elettrica assorbita: E=P x t
Per misurare l’energia elettrica sviluppata in un’ora si usa il kilowattora. Un circuito elettrico è formato da generatore che fornisce la corrente e mantiene la tensione elettrica fra il polo positivo e il polo negativo, il conduttore che trasporta la corrente elettrica da un punto a un altro del circuito, gli utilizzatori che Usano la corrente elettrica per svolgere una determinata funzione ad esempio accendere la lampadina e gli interruttori che nel caso di un cortocircuito chiudono il circuito elettrico.
Quando un filo elettrico collega i due poli del generatore senza passare attraverso nessun altro apparecchio si genera un cortocircuito che può essere molto grave infatti è in grado anche di causare incendi.
Le leggi di Ohm e la resistenza elettrica
La resistenza elettrica è la resistenza che ha un materiale nel momento in cui passa un flusso energetico al suo interno, esso è misurata in ohm con l’ohmetro.
George Simon Ohm scopri due leggi chiamate prima e seconda legge di Ohm, la prima legge ci dice che l’intensità di corrente che attraversa un conduttore è direttamente proporzionale alla tensione applicata agli estremi del conduttore che a sua volta è inversamente proporzionale alla resistenza del conduttore: i=V:R
E grazie a questa operazione e le sue formule inverse si può trovare l’intensità di corrente, la tensione misurata in Volt e la resistenza del conduttore.
La resistenza elettrica dipende da altri fattori la lunghezza lo spessore e il materiale di cui è fatto il conduttore: la resistenza di un filo conduttore è direttamente proporzionale alla sua lunghezza, più è lungo un filo più è alta la sua resistenza, la resistenza di un filo conduttore è inversamente proporzionale alla sua sezione, più è sottile un filo e più è alta la sua resistenza, la resistenza di un filo conduttore dipende dal materiale di cui è fatto, un filo di rame ha una resistenza di cinque ohm invece un filo di piombo ha una resistenza di 59 ohm.
La seconda legge di ohm ma ci permette di calcolare la resistenza tramite una semplice formula: R=r x (l : S)
R equivale alla resistenza, l equivale alla lunghezza del filo, S è la sezione del filo e r è il coefficiente di resistività che dipende dal materiale di cui è fatto il conduttore.
Inoltre per ottenere il risultato corretto espresso in ohm bisogna esprimere la lunghezza del conduttore in metri e lo spessore in metri quadrati.
Esperimento
Per compiere questo esperimento dobbiamo munirci di:
2 penne BIC
Uno spago
Un bicchiere di vetro
6 mollette (5 grandi +1 piccola)
2 bacchette per sushi
Procedimento:
1) Creiamo una base con 4 mollette, le mollette centrali devono avere lo stesso verso, invece le mollette superiori devono avere il verso opposto delle mollette centrali;
2) Mettiamo una bacchette per il sushi nella base formata da mollette;
3) Mettiamo la molletta restante nella parte superiore della bacchetta per il sushi;
4) Prendiamo una penna BIC e togliamo l’inchiostro;
5) Successivamente mettiamo lo spago nella penna e rimettiamo l’inchiostro in modo da bloccare lo spago;
6) Adesso abbiamo dinanzi a noi un pendolo
7) Prendiamo l’altra penna BIC
8) Strofiniamo le due penne, una volta che la penna che forma il pendolo ha raggiunto una posizione di equilibrio avviciniamo una penna all’atra
9) Possiamo notare che le due penne si respingono, questo perché nel momento in cui abbiamo strofinato le due penne essendo fatte dello stesso materiale sono diventate della stessa carica negativa e come sappiamo cariche elettriche dello stesso tipo si respingono e questo esperimento lo dimostra
10) Ma il nostro esperimento continua, prendiamo il nostro bicchiere e strofiniamo nuovamente la penna che forma il pendolo e il bicchiere
11) Essendo fatti di un materiale diverso nel momento in cui li strofiniamo si caricano di cariche diverse( la penna di cariche negative e il bicchiere di cariche positive)
12) Avviciniamo il bicchiere alla penna e notiamo che si attraggono, questo perché gli opposti si attraggono e il nostro esperimento lo dimostra.
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