Elettrizzazione per strofinio

L'elettrizzazione per strofinio è un fenomeno elettrico in cui due corpi si scambiano elettroni a seguito di uno sfregamento. Ne consegue che il corpo che acquista elettroni acquisisce una carica negativa, mentre il corpo che li cede acquisisce una carica positiva. L'effetto risultante è una forza elettrica di tipo attrattivo tra i due corpi.

 

In questa lezione descriviamo il primo dei vari modi con cui un corpo può acquisire una carica elettrica positiva o negativa: l'elettrizzazione per strofinio.

 

Partiremo da alcuni esempi tratti della vita quotidiana e vedremo quali sono le cause fisiche, a livello microscopico, che inducono l'elettrizzazione per sfregamento. Ci soffermeremo in particolare sugli effetti nell'interazione tra i due corpi dovuti alla carica elettrica che essi acquisiscono.

 

Il fenomeno di elettrizzazione per strofinio

 

Il primo modo in cui storicamente sono emersi i fenomeni elettrici è legato allo strofinamento. È noto dai tempi antichi che strofinando con un panno un pezzo di ambra quest'ultimo assume la capacità di attrarre particelle di polvere e altri oggetti molto leggeri.

 

Esistono tanti altri esempi di elettrizzazione per strofinio che si manifestano nella vita quotidiana e che non hanno a che fare con l'ambra; avrete infatti sicuramente sperimentato, almeno una volta nella vita, una delle situazioni che ci accingiamo ad elencare.

 

Capita a volte che, pettinandosi con un pettine di plastica, i capelli diventino "elettrici" attaccandosi al pettine e rimanendo per un certo tempo "stranamente" sollevati per aria. Vi sarà successo anche di prendere la scossa toccando la portiera di una macchina in giornate ventose, ed è estremamente probabile che abbiate sperimentato il gioco di strofinare un palloncino gonfio, appoggiarlo sulla maglietta e vedere che esso vi rimane attaccato per un certo lasso di tempo.

 

Perché i corpi si elettrizzano per strofinio

 

Tutti quelli che abbiamo appena menzionato sono esempi di elettrizzazione per strofinio.

 

Molti materiali, quando vengono strofinati, acquistano una carica elettrica che può essere positiva o negativa a seconda del materiale usato.

 

Abbiamo già visto che le cariche sono di due tipologie differenti (positive o negative) e che i materiali possono comportarsi in due modi: quelli come la bachelite acquistano una carica elettrica negativa, mentre tutti i materiali che si comportano come il vetro acquisiscono una carica positiva.

 

Cosa succede quando strofiniamo un corpo, ad esempio con un panno? Ci sono due eventualità:

 

- elettrizzazione per strofinio - carica negativa: un certo numero di elettroni passa dal panno al corpo strofinato. Poiché gli elettroni lasciano il panno per trasferirsi sul corpo, quest'ultimo diventa carico negativamente. Ricordiamo che la carica di un elettrone è intrinseca, e che è negativa;

 

- elettrizzazione per strofinio - carica positiva: al contrario, se gli elettroni si trasferiscono dal corpo al panno, allora il corpo si ritrova in deficit di elettroni. Di conseguenza le cariche dei protoni, che sono intrinseche e positive, non sono più controbilanciate completamente, cosicché il corpo diventa carico positivamente.

 

In entrambi i casi la carica acquisita dal corpo nell'elettrizzazione per strofinio è uguale in valore assoluto alla carica complessiva degli elettroni che si sono trasferiti.

 

Per quantificare la carica acquisita, perlomeno in linea teorica, basta moltiplicare il numero di elettroni ceduti (o acquisiti) per la carica di un singolo elettrone, ottenendo così il valore numerico della carica totale del corpo elettrizzato. Nella pratica il calcolo può diventare impossibile, perché il numero degli elettroni che si muovono è talmente elevato da risultare di fatto non misurabile.

 

Effetti dell'elettrizzazione per strofinio: forza elettrica attrattiva

 

In entrambi i casi, sia che il corpo assuma carica positiva, sia che assuma carica negativa, il panno subisce un'elettrizzazione per strofinio di segno opposto rispetto a quella del corpo; visto che corpo e panno finiscono per avere cariche opposte, esercitano l'uno sull'altro una forza elettrica attrattiva.

 

Nel caso dell'elettrizzazione per strofinio con un palloncino su un maglione di lana succede lo stesso: alcuni elettroni passano dalla lana al palloncino, che diventa carico negativamente. Il maglione di contro si trova in deficit di elettroni e diventa carico positivamente. Il palloncino viene quindi attratto dal maglione, perché i due corpi vengono elettrizzati cariche opposte.

 

L'elettrizzazione per strofinio è anche la causa per cui, di tanto in tanto, i capelli rimangono attaccati al pettine. Lo sfregamento del pettine contro i capelli comporta un passaggio di elettroni, che carica i due corpi con una carica elettrica opposta. Il risultato è che il pettine attrae i capelli.

 

Come ultimo esempio di elettrizzazione per strofinio vale la pena di menzionare il fastidiosissimo effetto in cui ci imbattiamo nelle giornate ventose, vale a dire quando svolgiamo la funzione di conduttore elettrico... Nostro malgrado. ;) Il vento infatti è in grado di elettrizzare per strofinio la carrozzeria delle auto. Così, quando tocchiamo la maniglia di una portiera, la carica in eccesso presente sulla superficie attraversa il nostro corpo e passa al terreno; passaggio che avvertiamo come una spiacevolissima scossa. :(

 

 


 

Con questo è tutto! :) Nelle puntate successive passeremo ad analizzare ulteriori metodi di elettrizzazione dei corpi, e in particolare:

 

- l'elettrizzazione per contatto 

 

- l'elettrizzazione per induzione

 

- la polarizzazione elettrica

 

Nel frattempo vi ricordiamo che su YM ci sono migliaia di approfondimenti e di esercizi svolti, e che potete trovare tutto quello che vi serve con la barra di ricerca interna. ;)

 

 

Buon proseguimento su YouMath,

Alessandro Catania (Alex)

 

Lezione precedente.....Lezione successiva

 
 

Tags: elettrizzazione per strofinio nella vita quotidiana - come funziona l'elettrizzazione per strofinio - perché i corpi si elettrizzano per sfregamento - esperimento di elettrizzazione per strofinio con l'ambra.