Atomi ed elettricità
 


 

 

Atomi ed elettricità

 

L'atomo

È la parte più piccola della materia che conserva le sue caratteristiche chimiche e fisiche. Esso è costituito da tre particelle: elettroni, protoni, e neutroni, che sono dette subatomiche. Tutte le cose sono formate da atomi: il computer, la cioccolata, un'auto, anche noi stessi siamo costituiti da atomi (non esiste l'atomo di cioccolato o di computer ma una serie di atomi base che combinandosi tra l'oro danno vita a vari composti o molecole che formano tutti i materiali). Infatti, l'atomo è definito come il "mattone" dell'universo. Comprenderli è fondamentale in elettronica, in quanto proprio capendo i meccanismi base è possibile capire anche quelli più complessi.

Gli elettroni hanno carica elettrica negativa (-), i protoni hanno carica elettrica positiva (+), ed infine i neutroni hanno carica elettrica neutro. L’atomo è costituito da due parti: il nucleo e le orbite. Il nucleo contiene i protoni e neutroni (quindi ha carica elettrica positiva), invece, le orbite contengono gli elettroni, in conseguenza hanno carica elettrica negativa.

I neutroni fungono da colla per tenere saldi i protoni, altrimenti essi si respingerebbero poiché hanno carica elettrica uguale. Gli ioni sono degli atomi che hanno perso o acquisito degli elettroni. Nel primo caso abbiamo un ione negativo es:  H+ e nel secondo caso un ione positivo es.  H-.

L'elettricità

É una forza invisibile, costituita da particelle subatomiche, gli elettroni, tutto funziona grazie a loro. Il televisore, la radio, il computer e via dicendo. La velocità media dell’elettricità  è prossima a quella della luce, circa Trecentomila chilometri al secondo (300.000 Km/s). Se si presuppone che il filamento di una lampadina sia lungo 5 cm, appena si da corrente alla lampadina gli elettroni impiegheranno solo 0.17 miliardesimi di secondo per percorrerlo!

A seconda che le cariche siano ferme o in moto, si parla più propriamente di elettrostatica o elettrodinamica. Nel primo caso, si ha a che fare con fenomeni puramente elettrici, nel secondo, con fenomeni elettromagnetici, che cioè presentano una componente elettrica e una magnetica.

Gli elettroni essendo collocati sugli orbitali hanno la capacità di essere strappati dal nucleo, infatti, certi materiali hanno atomi che lasciano con più facilità gli elettroni e certi con più difficoltà. Si possono così differenziare i primi come "materiali conduttori" e i secondi come "isolanti". Gli elettroni dei materiali metallici sono detti "liberi", perchè capaci di spostarsi da un orbita all'altra.

Verso reale e convenzionale della corrente

Nella figura sovrastante si può ben vedere come gli elettroni vengono scambiati tra gli atomi e non strappati definitivamente, come avviene quando si scala in una fila di poltrone di una sala cinematografica. Di solito si è abituati ad una corrente che scorre dal positivo al negativo, allora perchè il disegno esplica il contrario? La riposta è che nell' antichità si presupponeva che la corrente scorresse così. Ma successivamente, si scoprì che in realtà gli elettroni avendo carica elettrica negativa, si spostano dal negativo al positivo. Il verso convenzionale è dal positivo al negativo, invece il verso reale della corrente è dal negativo al positivo. Qui in avanti ragioneremo sempre con il verso convenzionale, in quanto è una consuetudine o meglio una convenzione adottata da tutti i testi d'elettronica.

Come si ha un movimento di elettroni che va da destra verso sinistra, generando un flusso di cariche negative, si ha anche una visione speculare del fenomeno, che è lo spostamento di cariche positive dette lacune, ossia mancanza di elettroni, in quanto solo gli elettroni sono capaci di muoversi e non i protoni presenti nel nucleo. Si può dire quindi che il verso convenzionale rispecchia quello delle lacune e il verso reale quello degli elettroni.

N.B. Le batterie e i generatori di corrente, sia continua che alternata, possono fornire elettroni che definiti  "carburante per i circuiti elettronici".

 

 

 

 


 
 

 

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