Sperimentiamo l’elettricità statica con ESPertino

E' sempre davanti a noi, ci confrontiamo con essa in qualsiasi occasione eppure non la vediamo mai. Di cosa si tratta? Dell'elettricità statica, una importantissima e misteriosa forza che ci fa sempre compagnia. Utilizziamo ESPertino, e qualche altro componente, per studiarla un po' più da vicino, in maniera semplice e divertente.

Introduzione

Le grandi scoperte nella fisica sono state fatte due o tre secoli fa, quando l'innovazione tecnologica era proprio agli inizi e non esistevano, ovviamente, gli strumenti di misura che la tecnologia di oggi mette a disposizione. L'articolo che andiamo a leggere è rivolto principalmente alla sperimentazione e si propone di far scoprire gli effetti dell'elettricità statica, rilevandola con diversi dispositivi. Un'utile lettura per rivangare il passato e provare il nuovo.

L'elettricità statica

Quante volte abbiamo preso una forte scossa scendendo dalla nostra automobile, toccando la portiera. E' capitato sicuramente a molti. Oppure, sfiorando il nostro amico ci siamo beccati una "bella" e fastidiosa scarica elettrica. Altre volte, pettinandoci i capelli o togliendoci il maglione abbiamo sentito dei "crepitii" e, al buio, visto addirittura delle minuscole scintille. Anche trascinando il carrello della spesa, al supermercato, è possibile ricevere, a volte, tale fastidioso colpo. L'elettricità statica è, spesso, dolorosa e pericolosa ma se utilizzata bene è fonte di tanti vantaggi. Mentre la corrente elettrica è un flusso di elettroni, l'elettricità statica è uno squilibrio tra cariche negative e positive nei corpi. Queste cariche possono accumularsi sulla superficie di un oggetto fino a trovare un modo per essere rilasciate e scaricate in un solo istante. Uno dei modi per scaricarle è attraverso l'attuazione di un corto circuito.

Una delle maggiori cause di accumulo dell'elettricità statica è il contatto tra materiali solidi. Quando due oggetti vengono strofinati tra loro, uno di essi "regala" gli elettroni e diventa più carico positivamente mentre l'altro materiale raccoglie tali elettroni e diventa più carico negativamente. L'effetto è più osservabile quando l'aria è secca.

Quando i due oggetti sono particolarmente vicini, o entrano in contatto tra di loro, può scoccare una scintilla, che può essere anche caratterizzata da una differenza di potenziale di parecchie decine di migliaia di volt. Il suo effetto non è letale poiché, oltre a durare pochi millesimi di secondo, la scarica non ha praticamente corrente (vi sono pochissimi elettroni). Può, invece, innescare un'esplosione in stanze sature di gas o vapori di sostanze infiammabili oppure, fatto molto consueto tra i progettisti di elettronica, può distruggere i componenti elettronici, specialmente quelli di tipo MOS.

Anche un liquido che percorre un tubo è, potenzialmente, generatore di elettricità statica. Quando si fa rifornimento di benzina con la pompa, occorre sempre prestare la massima attenzione e scaricare a terra le parti metalliche dell'auto. Molti incendi ed esplosioni, apparentemente senza motivo, sono stati causati proprio dall'elettricità statica. Anche il dirigibile Hindenburg (vedi figura 1) fu distrutto da una piccola scintilla che fece esplodere in un attimo tutto l'idrogeno, altamente infiammabile in esso contenuto. Durante il volo, infatti, aveva accumulato una quantità enorme di elettricità statica ed è bastato veramente poco per attivare l'innesco di una piccola ma fatale scintilla. Il pallone, ricordiamolo, era pieno d'idrogeno, altamente infiammabile.

Figura 1: l'Hindenburg esplose per una scintilla causata dall'elettricità statica

Figura 1: l'Hindenburg esplose per una scintilla causata dall'elettricità statica

Ovviamente l'elettricità statica non fa solo danno. Essa è molto utilizzata anche nell'elettronica. Si pensi, ad esempio, quando si carica un condensatore elettrolitico e si stacca, poi, l'alimentazione. Le armature restano polarizzate per molto tempo. Se si avvicinano, poi, i due contatti del componente sotto un certo limite di distanza, scoccherà un'importante scintilla.

Per iniziare, realizziamo un semplice elettroscopio

Per cominciare a sperimentare con l'elettricità statica possiamo costruire un semplicissimo elettroscopio. Anche i bambini potranno creare, con divertimento, tale dispositivo didattico. Tutto quello che serve è:

  • Un barattolo di vetro trasparente con coperchio isolante;
  • Un filo elettrico rigido;
  • Un foglio di alluminio estremamente sottile;
  • Una sfera metallica (opzionale).

Tutto quello che occorre fare è assemblare i materiali sopra elencati, come visibile in figura 2, al fine di realizzare un dispositivo sensibile alle cariche elettrostatiche.

Figura 2: un semplice elettroscopio realizzato in casa

Figura 2: un semplice elettroscopio realizzato in casa

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28 Commenti

  1. Maurizio Di Paolo Emilio Maurizio Di Paolo Emilio 8 febbraio 2018
    • Giovanni Di Maria Giovanni Di Maria 8 febbraio 2018
  2. rasberry2015 8 febbraio 2018
  3. Maurizio Di Paolo Emilio Maurizio Di Paolo Emilio 10 febbraio 2018
  4. rasberry2015 11 febbraio 2018
  5. rasberry2015 11 febbraio 2018
  6. rasberry2015 12 febbraio 2018
  7. rasberry2015 12 febbraio 2018
  8. rasberry2015 12 febbraio 2018
  9. Giovanni Di Maria Giovanni Di Maria 12 febbraio 2018
  10. Giovanni Di Maria Giovanni Di Maria 12 febbraio 2018
    • rasberry2015 12 febbraio 2018
      • Giovanni Di Maria Giovanni Di Maria 12 febbraio 2018
        • Giovanni Di Maria Giovanni Di Maria 12 febbraio 2018
          • rasberry2015 12 febbraio 2018
          • rasberry2015 12 febbraio 2018
  11. rasberry2015 12 febbraio 2018
  12. Giovanni Di Maria Giovanni Di Maria 13 febbraio 2018

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