Disegno Idraulico Stilizzato: Tutorial
Gli articoli scritti fino ad ora ci hanno permesso di capire quali scienze stanno dentro al mondo della tecnologia e di comprendere anche qualche semplice concetto.
Dopo aver visto nel precedente articolo la struttura dell’atomo, cerchiamo di capire cos’è la corrente elettrica. Il quesito del titolo potrà essere fuorviante, ma vi assicuro che non è così, in quanto per studiare la corrente elettrica si ricorre spesso ad analogie con l’idraulica.
La corrente elettrica infatti, è la quantità di cariche che scorrono in un conduttore nell’unità di tempo, detto in maniera più semplice è come se contassimo le cariche che passano in un filo conduttore per ogni secondo di tempo. La corrente si misura in Ampere [A] ed 1 Ampere corrisponde ad una carica di 1C al secondo.
Giusto per avere un’idea di quanti elettroni scorrono nel conduttore con una corrente di 1 Ampere, facciamo due brevi calcoli. Come detto nel precedente articolo la carica elettrica di un elettrone (che è uguale ma di segno opposto a quella del protone) è di -1,6022 × 10−19 Coulomb, che significa -1,6022 diviso 10.000.000.000.000.000.000, provate a dividere -1,6022 per 10 miliardi di miliardi ed otterrete la carica dell’elettrone in pratica è un valore piccolissimo.
Perciò se qualcuno dice che in un conduttore scorre una corrente di 1A è come se dicesse che in 1 secondo in quel conduttore passano oltre a 6 miliardi di miliardi di elettroni.
Un’altra domanda che invece vorrei fare invece è questa, ma se l’unica carica mobile dell’atomo è l’elettrone (visto che il protone è saldamente fermo nel nucleo dell’atomo) possiamo avere solo uno spostamento di carica negativa?
E’ anche possibile avere un flusso di cariche positive? La risposta è si, è possibile avere un flusso di cariche positive, attenzione non ho detto un flusso di protoni, è una cosa diversa.
I protoni sono fermi nel nucleo dell’atomo e l’unica cosa che si può muovere è l’elettrone ed infatti non ho chiesto se si possono spostare i protoni, ma le cariche positive. Mi spiego meglio, sappiamo che in un atomo ci sono tanti elettroni quanti protoni perciò le cariche positive e negative si equivalgono e l’atomo è neutro.
Togliendo un elettrone dall’atomo di sinistra portandolo a quello di destra, accadrebbe che a sinistra la carica complessiva sarebbe positiva (perché la carica del protone non verrebbe annullata dall’elettrone che non c’è) mentre a destra la carica complessiva diverrebbe negativa (in quanto c’è un solo protone con due elettroni). Perciò non avremmo alcuna carica predominante lungo il conduttore.
Ma a questo punto il dispositivo misterioso porterà nuovamente degli elettroni presso la parte destra innescando nuovamente il flusso di cariche cioè una corrente elettrica. In pratica il dispositivo che non abbiamo ancora definito non fa altro che togliere elettroni da una parte e portarli dall’altra, mantenendo sempre tra i due punti una differenza di cariche, un positiva da una parte ed una negativa dall’altra.
Basta aprire ad esempio un telecomando o un qualsiasi dispositivo elettronico, per trovare un oggetto che da una parte ha un + e dall’altra un -, e cioè una batteria. Perciò affinché ci sia una corrente elettrica, serve qualcuno che riesca a separare le cariche elettriche (batteria, generatore di tensione o altro) ed un materiale conduttore dove far scorrere le stesse cariche elettriche.
E’ questo il senso del quesito del titolo, ed andando avanti ci accorgeremo di quante analogie ci possono essere tra i circuiti elettrici e quelli idraulici.
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