L'elettrilizzazione per strofinio - Elettrizzazione per contatto, Generatore di Van de Graaff, Gabbia di Faraday

L'elettrilizzazione per strofinio

L'elettrolizzazione per strofinio avviene solo con gli isolanti. In base al materiale che elettrilizziamo possiamo avere diversi tipi di caricaLa carica elettrica acquistata da un corpo risponde a un principio chiamato Principio di conservazione della carica elettrica: questo dice che in qualunque fenomeno elettrico, la carica elettrica rimane sempre costante e si può distribuire tra corpi diversi, ma nella sua totalità è sempre costante.Le cariche elettriche con segno opposto si attraggono, mentre quelle dello stesso segno si respingono.

Elettrizzazione per contatto

Nei conduttori alcuni elettroni (detti elettroni di conduzione) hanno una certa libertà di movimento, cioè se soggetti a una forza elettrica, si spostano da un atomo a un'altro.

Per concludere un conduttore neutro (indotto) si elettrolizza per induzione quando a esso viene avvicinato un corpo conduttore (inducente) caricato positivamente o negativamente, al contrario dell'elettrolizzazione esaminata precedentemente, qui non c'è contatto, di conseguenza non vi è nessun scambio di elettroniLo strumento utilizzato per misurare la quantità di carica elettrica di un corpo è l'elettroscopio. Nella sua forma più semplice è costituito da due sottilissime foglie d'oro (a,a), sospese a un supporto metallico (b) posto all'interno di un recipiente di vetro e da un pomello metallico collegato al supporto, che raccoglie le cariche elettriche. Avvicinando un corpo elettrizzato al pomello si induce una distribuzione di cariche: il pomello metallico acquista una carica opposta a quella del corpo mentre le cariche dello stesso segno di quest'ultimo raggiungono, attraverso il supporto, entrambe le foglie; per effetto delle forze elettrostatiche esse si respingono e dalla loro divergenza angolare è possibile risalire approssimativamente alla quantità di carica elettrica appartenente al corpo elettrizzato.Con l'elettroscopio si può anche determinare il segno della carica di un corpo, se si prende una bacchetta di cui se ne conosce già la carica e si mette a contatto con il pomello d'elelettroscopio, questo si caricherà positivamente o negativamente in base alla carica della bacchetta, dopodiché si prende il conduttore di cui dobbiamo conoscere la carica e si avvicina al pomello se questo sarà della stessa carica del primo le foglioline si respingeranno, al contrario se era di carica opposta le foglioline prima si avvicineranno e dopo si allontaneranno.

Generatore di Van de Graaff

Il generatore di Van Der Graaf è costituito da una base in alluminio, sulla quale sono ancorati due cilindri di perspex. Tra i due cilindri è posto un nastro di gomma morbida che scorre verso l'interno di una sfera conduttrice posta nella parte superiore.Tutto parte dalla corrente alternata, che alimenta un motorino, a questo è dovuto il movimento della cinghia nel tubo, questo inoltre è collegato a un circuito raddrizzatore trasformatore che porta la carica positiva a un pettine (P) situato alla base della colonna, il pettine non tiene la carica accumulata cedendola alla cinghia (isolante), questa mentre sale porta con se le cariche accumulate, in cima alla colonna c'è un altro pettine che viene elettrolizzato per induzione negativamente dalle cariche positive della cinghia, giunta qua la carica del pettine passa al pallone con cui è a contatto che si carica positivamente ad ogni passaggio del nastro, la carica negativa rimasta al pettine che non la trattiene passa alla cinghia neutralizzando le cariche positive.Nella base del generatore c'è anche un'altra asta, con un'altra sfera che funge da massa.

Gabbia di Faraday

Grazie al lavoro di Faraday in ambito elettrostatico che furono messe in luce le proprietà schermanti dal punto di vista elettrico dei conduttori a superficie chiusa e poi delle gabbie metalliche da cui trae origine il nome dell'apparecchio.Lo strumento è formato da due componenti. Il primo è una gabbia metallica con delle striscioline di carta appaiate (di colore bianco sulla superficie interna, rosso chiaro sulla quella esterna). Il secondo componente è un elettroscopio il quale si trova in comunicazione con la superficie interna della gabbia metallica. La funzione di questo semplicissimo oggetto elettrostatico è quella di rilevare la presenza di carica elettrica attraverso il movimento di due foglioline d'oro presenti nel suo interno.Per verificare il particolare comportamento della carica elettrica sui corpi conduttori, lo strumento veniva utilizzato nel modo seguente.Chiuso l'elettroscopio all'interno della gabbia e assicurato il suo collegamento con la superficie interna della gabbia, si provvedeva a collegare la gabbia per mezzo di un filo conduttore ad uno dei due elettrodi attivi di una qualsiasi macchina elettrostatica. Mettendo quindi in moto la macchina, la gabbia si elettrizzava immediatamente e si poteva osservare una notevole divergenza delle striscioline di carta presenti sulla superficie esterna della gabbia dovuta al fatto che entrambi i corpi si trovavano caricati con cariche dello stesso segno che ovviamente si respingono. Anche con la più semplice macchina elettrostatica la repulsione tra la gabbia e le striscioline di carta di color rosso era così forte che esse si dispongono quasi perpendicolarmente al suolo. Le striscioline bianche fissate all'interno della gabbia non subivano invece alcuno spostamento dalla posizione di quiete che avevano prima che si mettesse in funzione la macchina elettrostatica a riprova del fatto che non c'è carica elettrica all'interno della gabbia.