La carica elettrica

LA CARICA ELETTRICA

Come sappiamo, gli atomi sono costituiti da un nucleo che contiene protoni, particelle subatomiche che hanno carica elettrica positiva, e da una serie di gusci intorno al nucleo entro i quali si muovono gli elettroni, particelle con carica elettrica negativa.
Possiamo quindi affermare che la carica elettrica è una caratteristica degli atomi.
Generalmente, ogni atomo ha lo stesso numero di protoni ed elettroni e per questo è elettricamente neutro; tuttavia, poiché gli elettroni hanno una certa libertà di movimento, gli atomi possono acquisire o perdere elettroni, cambiando di conseguenza la propria carica elettrica: un atomo che perde elettroni acquista carica elettrica positiva ed è detto ione positivo, o catione; viceversa, un atomo che acquisisce elettroni acquista carica elettrica negativa ed è chiamato ione negativo, o anione.
Gli atomi presenti sulla superficie di un corpo che acquistano o perdono elettroni ne provocano l’elettrizzazione e l’intero corpo risulta elettrizzato, cioè carico positivamente o negativamente. Cariche di questo tipo, che si accumulano sui corpi e vi restano finché non si disperdono, sono dette cariche elettrostatiche, e quei fenomeni che le riguardano sono chiamati fenomeni elettrostatici.

LA FORZA ELETTRICA

Le cariche elettriche hanno una proprietà che determina quello che accade quando due corpi o due atomi elettrizzati interagiscono tra loro: due cariche di segno opposto si attraggono mentre due cariche dello stesso segno si respingono.
Tra corpi carichi elettricamente, quindi, si sviluppa una forza che li attrae o li respinge: questa forza è detta forza elettrica.
È tale forza che, per esempio, fa sì che una bacchetta di plastica strofinata su un panno di lana sia in grado di attrarre piccoli pezzetti di carta (1): con lo strofinio, la plastica acquista elettroni dalla lana, si carica quindi negativamente e così si origina la forza elettrica che attrae la carta.

La forza elettrica si misura in coulomb (C), dal nome del fisico francese che per primo studiò questi fenomeni, e viene espressa utilizzando il segno + per le cariche positive (+1 C) e il segno − per quelle negative (−1 C).
L’intensità di questa forza cresce con il crescere delle cariche possedute dai due corpi e diminuisce all’aumentare della loro distanza.
Come abbiamo verificato, infatti, la forza elettrica è una forza che può agire a distanza: non è necessario che la bacchetta di plastica tocchi i pezzetti di carta per attirarli. Questo avviene perché ogni carica crea intorno a sé un campo elettrico, cioè un campo di forza che corrisponde allo spazio entro cui una carica è in grado di “farsi sentire” da un’altra carica eventualmente presente.

    SCIENZE +     L’elettroscopio 

Per scoprire se un corpo è elettrizzato, si può utilizzare uno strumento chiamato elettroscopio, costituito da un contenitore di vetro e da un’asta metallica collocata al suo interno. All’estremità inferiore dell’asta sono poste, negli strumenti da laboratorio, due sottili lamine d’oro, oppure più semplicemente due foglietti di carta stagnola; all’estremità superiore, che fuoriesce dal contenitore di vetro, è fissato un pomello di metallo. Le lamine metalliche normalmente stanno in posizione verticale. Toccando il pomello dell’elettroscopio con un corpo elettrizzato, la carica è trasportata attraverso il pomello e l’asta fino ad arrivare alle lamine che, caricandosi dello stesso segno, si respingono allontanandosi l’una dall’altra (vedi disegno a lato).