Quando l’ambra viene strofinata con un asciugamano di lana, vi vengono attratte cannucce e foglie secche, secondo il signor Teofrasto nel 321 a.C. Questo è stato sia il primo esperimento registrato che la prima osservazione dell’elettricità.
Più tardi, nel 1600 aC, il Dr. Gilbert scoprì che anche molte altre sostanze oltre all’ambra potevano eccitare questa attrazione. È accreditato di aver fondato il campo della scienza elettrica.
Nell’anno 1674, il signor Otto Guericke creò il primo dispositivo elettrico. Lo ha creato utilizzando una sfera di zolfo e montandola su un fuso in modo che una maniglia potesse essere utilizzata per ruotarla. Premendo la palla con un dito o con la mano, si produceva un attrito. La scintilla elettrica è stata inizialmente creata da questo dispositivo insieme al suono. Di conseguenza, la scienza ha iniziato a fare miracoli e a dare origine a nuovi campi di studio. In questo esperimento è stato anche scoperto che un oggetto respinge una palla che è stata eccitata e caricata per un breve periodo di tempo.
Lo stesso esperimento condotto da Mr. Otto Guericke fu costruito da Sir Isaac Newton nel 1675 con poche modifiche. Sir Newton usava un globo di vetro, e questo globo generava scintille di 1/2 pollice di diametro e percepibili con il dito.
Il signor Stephen Gray in seguito sviluppò nel 1720 che l’elettricità poteva percorrere una grande distanza dalla macchina al corpo tramite un filo o un filo bagnato.
Il professor Winckler apportò miglioramenti all’esperimento di Newton nello stesso anno, nel 1736. Invece di strofinare la palla di vetro con le dita o le mani, usò il crine di cavallo ricoperto di lino di seta. Il professor Boze scoprì nel 1738 che la conservazione di un tubo di metallo può aiutare a raccogliere questa elettricità. Inoltre, è stato scoperto che se questo conduttore metallico presenta spigoli vivi o punte, l’elettricità si dissiperà.
Statico elettrico
Lo studio delle cariche elettriche in quiete è al centro del campo dell’elettricità statica.
Negli esperimenti sopra menzionati, condotti o tentati da eminenti scienziati antichi, una o più scintille venivano prodotte con l’ausilio di vetro, feltro o altro materiale.
Il movimento degli elettroni in ciascuna di queste situazioni è ciò che causa il fenomeno. Secondo questo comportamento elettrostatico fondamentale, l’intero processo consiste nel trasferimento di elettroni da un corpo all’altro, caricando elettricamente quei corpi nel processo. Uno dei corpi avrà una carica positiva (mancanza di elettroni), mentre l’altro avrà una carica negativa.
Elettroscopio con foglia d’oro
Questo è il primo strumento di rilevamento e misurazione per l’elettrificazione.
Due foglie d’oro saranno appese (fissate su un lato), attaccate ad un’asta di metallo unita ad una lastra di ottone attraverso un foro praticato in un paralume di vetro, ed esposte come indicato nell’immagine. Una frazione dell’elettricità che passa attraverso le foglie d’oro quando un corpo elettrico viene posto sulla piastra le carica in modo che si resistano a vicenda. Ecco come viene misurata la carica. Questo dispositivo estremamente sensibile viene utilizzato per trovare minuscole quantità di elettricità.
Induzione di particelle cariche
Il secondo corpo verrà elettrizzato quando un corpo carico viene posto vicino ad esso senza stabilire un contatto fisico. La carica rimarrà sul secondo corpo mentre il corpo caricato è ancora nelle immediate vicinanze di esso, ma svanirà non appena verrà rimossa. Questo processo è noto come elettrificazione basata sull’induzione. Ad esempio, se ci sfreghiamo le mani e le posizioniamo sull’elettroscopio a foglia d’oro raffigurato sopra, le foglie d’oro saranno attratte da noi; tuttavia, non appena toglieremo le mani dal piatto, le foglie torneranno nella loro posizione originaria.
L’esperimento del secchiello del ghiaccio di Faraday
Un cilindro cavo sulla piastra dell’elettroscopio era riempito con una sfera carica. Non appena la sfera viene rimossa, le foglie d’oro tornano rapidamente alla loro posizione originale dopo essersi allargate fino a quando la sfera non è in posizione di contatto.
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Dove le dimensioni del corpo sono molto piccole rispetto alla distanza, la forza di attrazione o repulsione tra due corpi elettrizzati varia inversamente al quadrato della loro distanza.
Circuiti di potenza
Un circuito elettrico è un percorso chiuso che consente il passaggio continuo di elettroni. L’incapacità del circuito di fluire corrente indica che è rotto. Non importa dove si verifica un’interruzione del circuito. Ovunque lungo il circuito dove c’è un’interruzione, la corrente non può fluire.
Resistenza
Qualunque sia la fonte di energia collegata al circuito elettrico, gli elettroni fluiranno attraverso i componenti del circuito in cui si verificherà la corrente elettrica. Gli elettroni passeranno attraverso i componenti del circuito, che sono per lo più formati da solidi. Diverse configurazioni di atomi saranno presenti nei solidi e quando gli elettroni attraversano questi elementi, si scontreranno con gli atomi e le molecole. A causa della resistenza fornita dagli atomi, queste collisioni alterano il flusso di elettroni. La resistenza varia da materiale a materiale e la qualità della sostanza che era nel circuito determina quanto facilmente si muovono gli elettroni.
Pertanto, la caratteristica di quel particolare materiale che resiste al flusso di elettroni si chiama resistenza. Il termine “resistore” si riferisce a un dispositivo la cui proprietà principale è l’opposizione degli elettroni. Di seguito è riportato un elenco dei simboli del resistore.
Conduttanza: la conduttanza di un materiale è l’opposto polare del suo attributo resistivo. Indica che, in termini matematici, la conduttanza è il reciproco della resistenza. G, che sta per conduttanza, è uguale a 1/R.
Corrente e tensione in un circuito reale
Qualsiasi fonte utile di corrente elettrica verrà fornita con una resistenza interna. Questa resistenza interna cambia a seconda di dove è stata generata la fonte della resistenza. La resistenza interna di un generatore, ad esempio, è la resistenza degli avvolgimenti in rame. Non può essere rimosso nella realtà. Quando la sorgente (E) non è in uso, non c’è mai corrispondenza tra la differenza di potenziale tra i due terminali della sorgente di tensione e la differenza di potenziale quando la sorgente sta fornendo corrente elettrica (V). La resistenza interna ha causato questo, e la differenza tra queste potenziali variazioni è indicata come volt persi (E – V).